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Parse, Align and Aggregate: Graph-Driven Compositional Reasoning for Video Question Answering

delete2026-01-12
delete0
PRE
AI
J
Jiangtong Li
Z
Zhaohe Liao
F
Fengshun Xiao
T
Tianjiao Li
Q
Qiang Zhang
H
Haohua Zhao
L
Li Niu
陈光 封面图
陈光 (Guang Chen)
张
张丽清 (Liqing Zhang)
C
Changjun Jiang
DOI:10.1109/TPAMI.2026.3650864delete
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摘要

摘要

En 中文
视频问答(VideoQA)使机器能够解释和响应复杂视频内容,推动人机交互的发展。然而,现有的多模态大型语言模型(MLLMs)往往提供不完整或模糊的解释,且现有基准主要关注最终答案的正确性,限制了对其推理过程的洞察,阻碍了透明度和可验证性。为解决这一差距,我们提出了问题解析、视频对齐和答案聚合框架(QPVA$^{3}$),该框架利用组合图来驱动VideoQA中的视觉和逻辑推理。具体而言,QPVA$^{3}$由三个核心组件组成:规划器、执行器和推理器,用于生成组合图并执行图驱动推理。对于原始问题,规划器将其解析为组合图,捕捉底层推理逻辑并将其结构化为一系列相互关联的问题。对于组合图中的每个问题,执行器通过选择相关视频片段对齐视频并生成答案,确保准确、语境特定的响应。对于每个问题及其一阶子问题,推理器通过整合推理逻辑与视觉证据聚合答案,解决冲突以生成连贯且准确的响应。此外,为评估现有MLLMs在VideoQA推理过程中的性能,我们引入了新颖的组合一致性指标,并构建了一个包含3,492个问题-视频元组的VideoQA基准(QPVA$^{3}$ Bench),每个元组均标注有详细的组合图和细粒度答案。我们在QPVA$^{3}$ Bench及另外5个VideoQA基准上评估了QPVA$^{3}$框架。实验结果表明,与基线相比,我们的框架在一致性和准确性方面均得到提升,从而构建了更透明、可验证的VideoQA系统。该方法有望推动该领域的发展,这一潜力得到了我们全面评估和基准测试工作的支持。
Keyword:
Multi-modal large language model
multimodal reasoning framework
multi-modal benchmark
compositional reasoning
video question-answering

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IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 封面图
IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence
IF:
18.6
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shanghai jiao tong university
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