Visual Question Answering (VQA) based on multi-modal data facilitates real-life applications such as home robots and medical diagnoses. One significant challenge is to devise a robust decentralized learning framework for various client models where centralized data collection is refrained due to confidentiality concerns. This work aims to tackle privacy-preserving VQA by decoupling a multi-modal model into representation modules and a contrastive module and leveraging inter-module gradients sharing and inter-client weight sharing. To this end, we propose Bidirectional Contrastive Split Learning (BiCSL) to train a global multi-modal model on the entire data distribution of decentralized clients. We employ the contrastive loss that enables a more efficient self-supervised learning of decentralized modules. Comprehensive experiments are conducted on the VQA-v2 dataset based on five SOTA VQA models, demonstrating the effectiveness of the proposed method. Furthermore, we inspect BiCSL's robustness against a dual-key backdoor attack on VQA. Consequently, BiCSL shows much better robustness to the multi-modal adversarial attack compared to the centralized learning method, which provides a promising approach to decentralized multi-modal learning.


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视觉问答(Visual Question Answering,VQA),是一种涉及计算机视觉和自然语言处理的学习任务。这一任务的定义如下: A VQA system takes as input an image and a free-form, open-ended, natural-language question about the image and produces a natural-language answer as the output[1]。 翻译为中文:一个VQA系统以一张图片和一个关于这张图片形式自由、开放式的自然语言问题作为输入,以生成一条自然语言答案作为输出。简单来说,VQA就是给定的图片进行问答。

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