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From Head to Tail: Towards Balanced Representation in Large Vision-Language Models through Adaptive Data Calibration

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  • Haebom

저자

Mingyang Song, Xiaoye Qu, Jiawei Zhou, Yu Cheng

개요

본 논문은 대규모 비전-언어 모델(LVLM)의 훈련 데이터에서 나타나는 긴꼬리(Long-Tail) 문제를 해결하기 위한 새로운 프레임워크인 적응적 데이터 개선 프레임워크(Adaptive Data Refinement Framework, ADR)를 제안합니다. 기존 연구들이 주로 CLIP이나 ViT와 같은 전통적인 VLM 아키텍처와 특정 과제(예: 인식, 분류)에 초점을 맞춘 것과 달리, 본 논문은 LLaVA와 같은 LVLM과 시각적 질문 응답, 시각적 추론과 같은 더 일반적인 과제에 대한 긴꼬리 문제를 분석합니다. ADR은 데이터 재균형(DR)과 데이터 합성(DS) 두 단계로 구성되며, DR 단계에서는 엔티티 분포를 기반으로 중복 데이터를 적응적으로 재균형하고, DS 단계에서는 잡음 제거 확산 확률 모델(DDPM)과 부족한 이미지를 활용하여 과소표현된 부분을 보완합니다. 실험 결과, ADR은 11개의 벤치마크에서 LLaVA 1.5의 평균 성능을 4.36% 향상시키는 효과를 보였습니다. 훈련 데이터 양을 늘리지 않고도 성능 향상을 달성했다는 점이 특징입니다.

시사점, 한계점

시사점:
LVLM의 긴꼬리 문제에 대한 심층 분석 및 그 원인 규명 (헤드 개념의 과대표현, 테일 개념의 과소표현)
훈련 데이터의 양을 늘리지 않고도 LVLM의 성능을 향상시키는 효과적인 방법 제시 (ADR 프레임워크)
DDPM을 활용한 데이터 합성 기법의 효용성 검증
다양한 벤치마크를 통한 폭넓은 실험 결과 제시
한계점:
제안된 ADR 프레임워크의 일반화 성능에 대한 추가적인 연구 필요
다양한 LVLM 아키텍처에 대한 적용성 검증 필요
데이터 재균형 및 합성 과정의 계산 비용 및 효율성에 대한 분석 필요
실제 세계 데이터셋에 대한 적용 및 성능 평가 필요
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