Facebook最新力作Pythia：模块化、即插即用，极大简化模型进展

Facebook的人工智能研究部门近期推出Pythia，一个模块化的即插即用框架。目标是使数据科学家能够快速构建、复制和基准人工智能模型，将VQA v2.0数据集模型的性能从65.67%提高到70.22%，已在Github上开源。

Facebook最近接连针对开发者社区抛出了一系列工具。继一月份image processing library Spectrum、去年底的自然语言处理建模框架PyText和11月的人工智能增强学习平台Horizon的开源后，Facebook的人工智能研究部门又推出了Pythia，一个模块化的即插即用框架。

Pythia的目标是使数据科学家能够快速构建、复制和基准人工智能模型，已在Github上开源。

而Pythia（中文一般译作皮媞亚）这个名字的来历也很有意思。古希腊神话中，Pythia是阿波罗神的女祭司，服务于帕纳塞斯山上的德尔斐（Delphi）神庙，以传达阿波罗神的神谕而闻名，被认为能预知未来。

Pythia是什么？

Pythia是一个深度学习框架，支持视觉和语言领域的多任务处理。基于PyTorch 框架，模块化即插即用的设计使研究人员能够快速构建、复制和基准化人工智能模型。

Pythia是为视觉和语言任务而设计的，例如回答与视觉数据相关的问题和自动生成图像注释。

Pythia能做什么？

Pythia加入了最近的人工智能竞赛（2018年VQA挑战赛和2018年Vizwiz挑战赛）中获奖作品的元素。功能包括用参考实现（reference implementations）来显示以前最先进的模型如何实现相关的基准结果，并快速衡量新模型的性能。

除了多任务处理之外，Pythia还支持分布式培训和各种数据集，以及自定义损失、度量、调度（scheduling）和优化器。

Pythia的特性

• Model Zoo：艺术级的视觉和语言模型的参考实现，包括LoRRA（VQA和TextVQA上的SoTA）、Pythia模型（VQA 2018 挑战赛获胜者）和Ban。
• 多任务处理：支持多任务处理，允许对多个数据集进行训练。
• 数据集：包括对各种内置数据集的支持，包括VQA, VizWiz, TextVQA and和VisualDialog。
• 模块：为视觉和语言领域中的许多常用层提供实现
• 分布式：支持基于数据并行和分布式数据并行的分布式训练。
• Unopinionated：关于基于它的数据集和模型实现是Unopinionated。
• 定制：定制损失、度量、调度、优化器、Tensorboard；适合用户所有的定制需求。
• 用户可以使用Pythia为自己下一个视觉和语言多模式研究项目进行引导。Pythia还可以作为围绕视觉和语言数据集的挑战的起始代码库（参见TextVQA挑战赛和VQA挑战赛）。

Pythia最厉害的地方是什么？

Pythia简化了进入视觉和语言发展子领域的过程，使研究人员能够专注于更快的原型制作和实验。Facebook的目标是通过增加这些模型和结果的再现性来加速进展。这将使社区更容易建立成功系统的基础和基准。

开发者还希望通过Pythia消除障碍，能够使研究人员更快地为人们和智能机器开发新的交流方式。这项工作还应该帮助研究人员开发自适应人工智能，将多种理解合成一种更基于上下文的多模式理解。除了这个开源版本，Facebook计划继续添加工具、任务、数据集和引用模型。

在上面提到的VQA 2018比赛中，Pythia v0.1出发点是自下而上、自上而下模型的模块化重新实现，最终力压群雄而胜出。

Pythia v0.1证明，通过对模型体系结构和学习速率计划进行细微但重要的更改、微调图像功能和添加数据扩充，可以显著提高VQA v2.0数据集自上而下模型的性能，从65.67%提高到70.22%。

此外，通过使用不同特征和不同数据集训练的不同模型集合，Pythia v0.1能够显著提高1.31%的“标准”集合方式（即具有不同随机种子的相同模型）。总的来说，Pythia v0.1在VQA v2.0数据集的测试标准分割上达到了72.27%。

Pythia经过精心设计，从一开始就是一个多任务框架。这意味着使用Pythia，可以一起训练多个任务和数据集。

但是，Pythia在其模块中抽象了许多概念，在Pythia之上进行开发，有必要理解Pythia代码库中使用的概念和术语。一旦开发人员理解了这些简单的概念，就很容易在Pythia之上进行开发。其中主要概念和术语如下：

任务和数据集

在Pythia中，数据集被划分为一组任务。因此，任务对应属于它的数据集的集合。例如，VQA 2.0，VizWiz和TextVQA都属于VQA任务。 已为每个任务和数据集分配了一个唯一key，用于在命令行参数中引用。

下表显示了任务及其数据集：

下表显示了上表的反转，数据集及其任务和key：

模型

已经包括了最先进模型的参考实施，作为研究论文复制和新研究起点的基础。Pythia曾被用于以下论文：

• 走向可以阅读的VQA模型（LoRRA模型）
• VQA 2018挑战赛冠军
• VizWiz 2018挑战赛冠军

与任务和数据集类似，每个模型都使用唯一key进行注册，以便在配置和命令行参数中轻松引用。下表显示了可以运行的每个模型的关键名称和数据集。

（编辑：开发网_开封站长网）

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