Knowledge-based visual question answering (VQA) involves questions that require world knowledge beyond the image to yield the correct answer. Large language models (LMs) like GPT-3 are particularly helpful for this task because of their strong knowledge retrieval and reasoning capabilities. To enable LM to understand images, prior work uses a captioning model to convert images into text. However, when summarizing an image in a single caption sentence, which visual entities to describe are often underspecified. Generic image captions often miss visual details essential for the LM to answer visual questions correctly. To address this challenge, we propose PromptCap (Prompt-guided image Captioning), a captioning model designed to serve as a better connector between images and black-box LMs. Different from generic captions, PromptCap takes a natural-language prompt to control the visual entities to describe in the generated caption. The prompt contains a question that the caption should aid in answering. To avoid extra annotation, PromptCap is trained by examples synthesized with GPT-3 and existing datasets. We demonstrate PromptCap's effectiveness on an existing pipeline in which GPT-3 is prompted with image captions to carry out VQA. PromptCap outperforms generic captions by a large margin and achieves state-of-the-art accuracy on knowledge-based VQA tasks (60.4% on OK-VQA and 59.6% on A-OKVQA). Zero-shot results on WebQA show that PromptCap generalizes well to unseen domains.


翻译:知识驱动的视觉问题回答(VQA)涉及需要超出图像以获得正确答案的世界知识的问题。像GPT-3这样的大型语言模型特别有助于此任务,因为它们具有强大的知识检索和推理能力。为了使LM能够理解图像,先前的工作使用字幕模型将图像转换为文本。然而,在单个字幕句子中总结图像时,要描述的视觉实体经常是未明确规定的。一般的图像字幕经常缺少LM正确回答视觉问题所必需的视觉细节。为了解决这个挑战,我们提出了PromptCap(基于提示的图像字幕生成),这是一个设计用于成为图像和黑箱LM之间更好连接器的字幕模型。与一般字幕不同,PromptCap需要一个自然语言提示来控制所生成字幕中要描述的视觉实体。提示包含一个应该帮助回答的问题。为避免额外注释,我们使用GPT-3和现有数据集合成的示例来训练PromptCap。我们证明了PromptCap在现有管道中对GPT-3进行提示的图像字幕来执行VQA的有效性。PromptCap的表现大大优于一般字幕,并在基于知识的VQA任务中达到了最新的精度(在OK-VQA上为60.4%,在A-OKVQA上为59.6%)。对WebQA的零样本结果表明,PromptCap在未见过的域中具有很好的泛化能力。

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