为了让所讲内容更具体,我们来查看一个多模态AI表现出色的常见任务:生成图像描述。你可能已经在自动建议标题的社交媒体平台,或为视障用户描述图像的辅助功能中见过它。这个任务常被称为“图像描述生成”或“图像字幕生成”。想象你给朋友看一张照片,他们告诉你照片里发生了什么。比如,如果你展示一张猫睡在沙发上的图片,你的朋友可能会说:“一只猫正睡在舒适的沙发上。”图像描述生成就是要教会AI系统做到这一点。图像描述生成为何是多模态的这个任务是多模态AI的一个典型实例,因为它直接涉及处理和关联来自两种不同类型的数据信息:视觉模态(输入): 系统接收图像。图像是视觉信息的重要来源,包含构成形状、颜色、纹理、物体和场景的像素。文本模态(输出): 系统生成一个句子或一段短文。这是语言信息,由根据语法规则排列的词语组成,以传达含义。一个单模态系统可能分析图像以进行分类(比如,“这是一只猫”),或分析文本以理解其情感。但图像描述生成系统必须做得更多。它需要理解图像内容,然后将这种理解转化为连贯、易读的文本描述。看与说之间的这种连接,正是多模态性质最明显的地方。工作原理概览虽然详细机制可能相当复杂(我们将在本课程后面部分介绍一些构建模块),但我们可以大致概括其思路:视觉理解: 首先,AI模型需要“看到”并解读图像。这通常涉及识别重要物体(如“猫”、“沙发”)、它们的属性(“舒适”),以及它们之间的关系或动作(“睡在”)。这就像AI试图回答内部问题:图像中有什么?这些东西在做什么?它们在哪里?语言生成: 一旦AI对视觉场景形成了一定理解,它需要生成一个合适的描述。这不仅仅是列出关键词。它涉及选择恰当的词语,将它们排列成符合语法的句子,并确保句子准确反映图像内容。该任务的核心是学习视觉元素、模式与词语、句子结构之间的对应关系。例如,系统学习到特定像素排列通常对应“猫”这个词,当“猫”模式以特定方式出现在“沙发”模式附近时,“沙发上的猫”这个短语就变得恰当。下方是一个简图,展示了图像描述生成任务中的信息流:digraph G { rankdir=TB; graph [fontname="sans-serif", fontsize=10, bgcolor="transparent"]; node [shape=box, style="filled", fontname="sans-serif", fontsize=10]; edge [fontname="sans-serif", fontsize=10]; Input [label="图像\n(视觉数据)", shape=cylinder, style="filled", fillcolor="#a5d8ff", color="#1c7ed6"]; Processing [label="多模态AI模型\n(图像描述生成系统)", shape=cds, style="filled,rounded", fillcolor="#96f2d7", color="#0ca678"]; Output [label="文本描述\n(例如,“一只黑猫睡在红色毯子上。”)", shape=document, style="filled", fillcolor="#ffec99", color="#f59f00"]; Input -> Processing [label=" 输入 (图像) ", color="#495057"]; Processing -> Output [label=" 输出 (文本) ", color="#495057"]; }一个AI系统接收图像作为输入,生成文本描述作为输出,这展现了一个常见的多模态任务。这个例子说明了什么生成图像描述清楚地说明了我们提到过的几点:模态组合: 这不仅仅是单独处理图像或文本。系统必须在它们之间找出有意义的联系。更全面的理解: 通过解读图像并进行描述,AI表现出比单纯分类图像更全面的“理解”程度。实际用途: 这不仅仅是理论练习。如前所述,图像描述生成有实际用途,从辅助无障碍功能到改进图像搜索。这个任务也说明了多模态AI的一些挑战。系统如何仅凭像素真正识别“舒适沙发”的样子?它如何生成自然语言而非仅仅列出物体?这些都是该方面研究人员和工程师正在努力解决的问题。随着课程的推进,我们将更仔细地查看不同模态数据如何表示(第2章),组合这些不同类型信息的技术(第3章),以及构成此类AI模型的通用组成部分(第4章)。理解图像描述生成这样的任务,有助于我们更好地理解这些更详细的主题。