Referring expression segmentation aims to segment an object described by a language expression from an image. Despite the recent progress on this task, existing models tackling this task may not be able to fully capture semantics and visual representations of individual concepts, which limits their generalization capability, especially when handling novel compositions of learned concepts. In this work, through the lens of meta learning, we propose a Meta Compositional Referring Expression Segmentation (MCRES) framework to enhance model compositional generalization performance. Specifically, to handle various levels of novel compositions, our framework first uses training data to construct a virtual training set and multiple virtual testing sets, where data samples in each virtual testing set contain a level of novel compositions w.r.t. the virtual training set. Then, following a novel meta optimization scheme to optimize the model to obtain good testing performance on the virtual testing sets after training on the virtual training set, our framework can effectively drive the model to better capture semantics and visual representations of individual concepts, and thus obtain robust generalization performance even when handling novel compositions. Extensive experiments on three benchmark datasets demonstrate the effectiveness of our framework.


翻译:元组合性指代表达分割旨在从图像中分割出由语言表达所描述的对象。尽管这项任务近年来取得了一些进展,但现有的模型可能无法完全捕捉单个概念的语意和视觉表示,这限制了它们的泛化能力,特别是在处理学习概念的新型组合时。在本文中,基于元学习,我们提出了一种元组合性指代表达分割(MCRES)框架,以提高模型的组合泛化性能。具体而言,为了处理各种层次的新型组合,我们的框架首先利用训练数据构建虚拟训练集和多个虚拟测试集,其中每个虚拟测试集中的数据样本相对于虚拟训练集具有一定层次的新型组合。然后,遵循一种新颖的元优化方案,在虚拟训练集上训练后,优化模型以获得对虚拟测试集的良好测试性能,我们的框架可以有效地驱动模型更好地捕捉单个概念的语意和视觉表示,从而即使在处理新型组合时,也能获得稳健的泛化性能。在三个基准数据集上进行了大量实验证明了我们框架的有效性。

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