Andersons vinkel
à bringe visuelle analogier til AI

De nÃĨvÃĶrende AI-modellene klarer ikke ÃĨ gjenkjenne ârelasjonelleâ billedlikheter, slik som hvordan jordens lag er lik en fersken, og mangler en nÃļkkelaspekt av hvordan mennesker oppfatter bilder.
Â
Selv om det finnes mange datamaskin-synsmodeller som kan sammenligne bilder og finne likheter mellom dem, har den nÃĨvÃĶrende generasjonen av sammenligningssystemer lite eller ingen fantasifull kapasitet. Overveur noen av tekstene i den klassiske 1960-talls-sangen, VindmÃļller i ditt sinn:
Like en karusell som snurrer, lÃļper ringer rundt mÃĨnen
Like en klokke hvis hender sveiper forbi minuttene pÃĨ dens ansikt
Og verden er som et eple som snurrer stille i rommet
Slike sammenligninger representerer et domene av poetisk allusjon som er meningsfullt for mennesker pÃĨ en mÃĨte langt utenfor kunstnerisk uttrykk; snarere er det knyttet til hvordan vi utvikler vÃĨre perseptuelle systemer; nÃĨr vi skaper vÃĨrt âobjektâ-domene, utvikler vi en kapasitet for visuell likhet, sÃĨ at â for eksempel â tverrsnitt som viser en fersken og jorden, eller fraktale rekurrenser som kaffespiraler og galaksegrener, registrerer som analoge hos oss.
PÃĨ denne mÃĨten kan vi slutte oss til sammenhenger mellom ÃĨpenbart uavhengige objekter og objektyper, og slutte oss til systemer (slik som tyngdekraft, bevegelsesmengde og overfladekohesjon) som kan gjelde for en rekke domener pÃĨ en rekke nivÃĨer.
à se ting
Selv de nyeste generasjonen av bilde-sammenligningssystemer, slik som Learned Perceptual Image Patch Similarity (LPIPS) og DINO, som er informert av menneskelig tilbakemelding, utfÃļrer bare bokstavelige overflatesammenligninger.
Deres evne til ÃĨ finne ansikter der ingen finnes â dvs. pareidolia â representerer ikke den type visuell likhetsmekanismer som mennesker utvikler, men skjer fordi ansiktsÃļk-algoritmer bruker lavnivÃĨ ansiktsstruktur egenskaper som noen ganger stemmer overens med tilfeldige objekter:

Eksempler pÃĨ feilpositive for ansiktsgjenkjenning i âFaces with Thingsâ-datasettet. Kilde
For ÃĨ bestemme om maskiner virkelig kan utvikle vÃĨr fantasifull kapasitet til ÃĨ gjenkjenne visuell likhet over domener, har forskere i USA utfÃļrt en studie om relasjonell visuell likhet, og har kuratert og trent et nytt datasett som er designet for ÃĨ tvinge abstrakte relasjoner til ÃĨ danne seg mellom forskjellige objekter som likevel er bundet sammen av en abstrakt relasjon:

De fleste AI-modellene gjenkjenner bare likhet nÃĨr bilder deler overfladetrek som form eller farge, og det er derfor de bare kobler gruppe B (ovenfor) til referansen. Mennesker, derimot, ser ogsÃĨ gruppe A som lik â ikke fordi bildene ligner hverandre, men fordi de fÃļlger samme underliggende logikk, slik som ÃĨ vise en transformasjon over tid. Det nye arbeidet forsÃļker ÃĨ gjenskape denne type strukturell eller relasjonell likhet, med mÃĨl om ÃĨ bringe maskinpersepsjon nÃĶrmere menneskelig resonnering. Kilde: https://arxiv.org/pdf/2512.07833
Kapionsystemet som er utviklet for datasettet muliggjÃļr usedvanlig abstrakte annotasjoner, designet for ÃĨ tvinge AI-systemer til ÃĨ fokusere pÃĨ grunnleggende egenskaper i stedet for spesifikke lokale detaljer:

De forutsagte âanonymeâ kapionsene som bidrar til forfatternes ârelsimâ-metrikk.
Det kuraterte samlingen og den usedvanlige kapionsstilen driver forfatternes nye foreslÃĨtte metrikk relsim, som forfatterne har finjustert inn i en visjon-sprÃĨkmodell (VLM).

En sammenligning mellom kapionsstilen i typiske datasett, som fokuserer pÃĨ attributtlikhet, mens relsim-tilnÃĶrmingen (nederste rad) betoner relasjonell likhet.
Den nye tilnÃĶrmingen bygger pÃĨ metoder fra kognitiv vitenskap, spesielt Dedre Gentners Struktur-Mapping-teori (en studie av analogi) og Amos Tverskys definisjon av relasjonell likhet og attributtlikhet.

Fra det tilknyttede prosjektets nettsted, et eksempel pÃĨ relasjonell likhet. Kilde
Forfatterne slÃĨr fast:
â[Mennesker] prosesserer attributtlikhet perseptuelt, men relasjonell likhet krever konseptuell abstraksjon, ofte stÃļttet av sprÃĨk eller forhÃĨndsviten. Dette antyder at gjenkjenning av relasjonell likhet fÃļrst krever ÃĨ forstÃĨ bildet, ÃĨ trekke pÃĨ kunnskap og ÃĨ abstrahere dets underliggende struktur.â
Den nye artikkelen heter Relasjonell visuell likhet, og kommer med et prosjektnettsted (se video innlemmet i slutten av denne artikkelen).
Metode
Forskerne brukte ett av de best kjente hyperskale-datasettene som utgangspunkt for sin egen samling â LAION-2B:

Metadata for en innfÃļring i LAION-2B-samlingen. Kilde
114 000 bilder som sannsynligvis inneholder elastiske relasjonelle strukturer, ble trukket ut fra LAION-2B, inkludert filtrering av de mange lavkvalitetsbildene som er til stede i det minimalt kuraterte datasettet.
For ÃĨ lage en pipeline for denne valgprosessen, brukte forfatterne Qwen2.5-VL-7B, og utnyttet 1 300 positive og 11 000 negative menneske-merkede eksempler:

RelSim-systemet er trent i tre faser: filtrering av bilder fra LAION-2B for relasjonell innhold; tildeling av hver gruppe en felles anonym kapion som fanger deres underliggende logikk; og lÃĶring av ÃĨ matche bilder til disse kapionene ved hjelp av en kontrastiv tap.
Artikkelen slÃĨr fast:
âAnnotatorer ble instruert: âKan du se noen relasjonell mÃļnster, logikk eller struktur i dette bildet som kunne vÃĶre nyttig for ÃĨ lage eller koble til et annet bilde?â. Den finjusterte modellen oppnÃĨr 93% enighet med menneskelige vurderinger, og nÃĨr den blir brukt pÃĨ LAION-2B, resulterer det i N = 114k bilder som er identifisert som relasjonelt interessante.â
For ÃĨ generere relasjonelle merker, ble Qwen-modellen bedt om ÃĨ beskrive den felles logikken bak sett av bilder uten ÃĨ navngi spesifikke objekter. Denne abstraksjonen var vanskelig ÃĨ oppnÃĨ nÃĨr modellen sÃĨ bare ett bilde, men ble mulig nÃĨr flere eksempler viste den underliggende mÃļnsteret.
De resulterende gruppe-merkene erstattet spesifikke termer med stedfortredere som â{Emne}â eller â{Type av bevegelse}â, og gjorde dem bredt anvendelige.
Etter menneskelig verifisering, ble hver kapion koblet med alle bilder i sin gruppe. Mer enn 500 slike grupper ble brukt til ÃĨ trene modellen, som deretter ble brukt pÃĨ de 114 000 filtrerte bildene for ÃĨ produsere et stort sett av abstrakte, relasjonelt annoterte eksempler.
Data og tester
Etter ekstraksjon av relasjonelle egenskaper med Qwen2.5-VL-7B, ble en modell finjustert pÃĨ dataene ved hjelp av LoRA, i 15 000 steg, via ÃĨtte A100-GPUer*. For tekst-siden, ble relasjonelle kapioner innlemmet ved hjelp av all-MiniLM-L6-v2 fra Sentence-Transformers-biblioteket.
Datasettet pÃĨ 114 000 merkte bilder, ble delt inn i 100 000 for trening og 14 000 for evaluering. For ÃĨ teste systemet, ble en innhentingoppsett brukt: gitt et spÃļringsbilde, mÃĨtte modellen finne et annet bilde fra en 28 000-objekt-pool som uttrykte samme relasjonelle idÃĐ. Innhentingspoolen inkluderte 14 000 evalueringsbilder og 14 000 ekstra eksempler fra LAION-2B, med 1 000 spÃļringer valgt tilfeldig fra evalueringssettet for benchmarking.
For ÃĨ evaluere innhentingskvalitet, ble GPT-4o brukt til ÃĨ score den relasjonelle likheten mellom hver spÃļring og hentet bilde pÃĨ en skala fra 0 til 10. En separat menneskelig studie ble ogsÃĨ gjennomfÃļrt for ÃĨ mÃĨle brukerpreferanse (se under).
Hver deltager ble vist et anonymt spÃļringsbilde med to kandidater, en hentet av den foreslÃĨtte metoden og den andre av en baseline. Deltagerne ble bedt om ÃĨ velge hvilket bilde som var mer relasjonelt likt spÃļringsbildet, eller hvis begge var like nÃĶre. For hver baseline, ble 300 triplettar laget og vurdert av minst tre personer hver, og resulterte i rundt 900 svar.
RelSim-tilnÃĶrmingen ble sammenlignet med flere etablerte bilde-til-bilde-ligningsmetoder, inkludert den ovennevnte LPIPS og DINO, samt dreamsim og CLIP-I. I tillegg til baselines som direkte beregner ligningsskÃĨr mellom bildepar, som LPIPS, DINO, dreamsim og CLIP-I, testet forfatterne ogsÃĨ kapionsbaserte metoder hvor Qwen ble brukt til ÃĨ generere en anonym eller abstrakt kapion for hvert bilde.; dette tjente deretter som innhentings-spÃļring.
To innhentingsvarianter ble evaluert, med CLIP-basert tekst-til-bilde-innhenting (CLIP-T) brukt til tekst-til-bilde-innhenting, og Qwen-T som brukte tekst-til-tekst-innhenting. Begge kapionsbaserte baselines brukte den opprinnelige forhÃĨnds-trent Qwen-modellen, i stedet for den finjusterte versjonen pÃĨ relasjonell logikk. Dette tillot forfatterne ÃĨ isolere effekten av gruppebasert trening, ettersom den finjusterte modellen hadde vÃĶrt eksponert for bilde-sett, i stedet for isolerte eksempler.
Eksisterende metrikker og relasjonell likhet
Forfatterne testet fÃļrst om eksisterende metrikker kunne fange relasjonell likhet:

Sammenligning av innhentingsytelse vurdert av GPT-4o, som viser gjennomsnittlig relasjonell likhetsskÃĨr for hver metode. Konvensjonelle ligningsmetrikker som LPIPS, DINO og CLIP-I fikk lavere skÃĨr. Kapionsbaserte baselines Qwen-T og CLIP-T underpresterte ogsÃĨ. Den hÃļyeste skÃĨren ble oppnÃĨdd av relsim (6,77, hÃļyre mest blÃĨ kolonne), og indikerer at finjustering pÃĨ gruppebaserte relasjonelle mÃļnster forbedret tilpasningen til GPT-4o sine vurderinger.
Om disse resultater slÃĨr forfatterne fast**:
â[LPIPS], som fokuserer ren pÃĨ perseptuell likhet, oppnÃĨr den laveste skÃĨren (4,56). [DINO] presterte bare litt bedre (5,14), sannsynligvis fordi den er trent bare i en selvstendig mÃĨte pÃĨ bilde-data. [CLIP-I] gir de sterkeste resultater blant baselinene (5,91), sannsynligvis fordi noen abstraksjon noen ganger er til stede i bildekapsler.
âMen CLIP-I underpresterer likevel i forhold til vÃĨr metode, og ÃĨ oppnÃĨ en bedre skÃĨr kan kreve evnen til ÃĨ nÃĨ enda hÃļyere abstraksjonsnivÃĨer, slik som de i anonyme kapioner.â
I den menneskelige studien foretrakk mennesker konsekvent relsim-metoden over alle baselinene:

Relasjonell likhetsskÃĨr tildelt av GPT-4o for hver metode. Standard ligningsmetrikker som LPIPS, DINO og CLIP-I fikk lavere skÃĨr, og kapionsbaserte varianter Qwen-T og CLIP-T presterte bare litt bedre. Selv finjusterte versjoner av DINO og CLIP lukket ikke gapet. Den hÃļyeste skÃĨren, 6,77, ble oppnÃĨdd av den foreslÃĨtte modellen, trent med gruppebasert overvÃĨking.
Forfatterne pÃĨpeker:
âDette er svÃĶrt oppmuntrende, ettersom det ikke bare viser at vÃĨr modell, relsim, kan suksessfullt hente relasjonelt like bilder, men ogsÃĨ igjen bekrefter at mennesker faktisk oppfatter relasjonell likhet â ikke bare attributtlikhet!â
For ÃĨ utforske hvordan relasjonell og attributtlikhet kan komplementere hverandre, brukte forskerne en kombineringsvisualiseringsmetode. Et enkelt spÃļringsbilde (âEn hund som holder et kameraâ) ble sammenlignet med 3 000 tilfeldige bilder, og likhet ble beregnet ved hjelp av bÃĨde relasjonell og attributtbasert modeller:

Fellessvisualisering av visuell likhetsrom ved hjelp av relasjonell og attributt-akser. Et enkelt spÃļringsbilde, som viser en hund som bruker et kamera, ble sammenlignet med 3 000 andre. Resultatene ble organisert etter relasjonell likhet (vertikal) og attributtlikhet (horisontal). Ãvre hÃļyre regionen inneholder bilder som ligner spÃļringsbildet bÃĨde i logikk og utseende, som andre hunder som bruker verktÃļy. Ãvre venstre regionen inneholder semantisk relaterte, men visuelt distinkte eksempler, som andre dyr som utfÃļrer kamera-relaterte handlinger. De fleste gjenvÃĶrende eksemplene grupperer lavere i rommet, og reflekterer svakere likhet. Layouten viser hvordan relasjonell og attributtmodeller fremhever komplementÃĶre aspekter av visuell data. Vennligst se kildeartikkelen for bedre opplÃļsning.
Resultatene avdekket kluster som motsvarer ulike typer likhet: noen bilder var bÃĨde relasjonelt og visuelt like, som andre hunder i menneskelige posisjoner; andre delte relasjonell logikk, men ikke utseende, som andre dyr som imiterer menneskelige handlinger; resten viste ingen.
Denne analysen antyder at de to likhetstypene tjener distinkte roller og gir rikere struktur nÃĨr de kombineres.
BruksomrÃĨder
Artikkelen utforsker ogsÃĨ noen mulige bruksomrÃĨder for relasjonell likhet, inkludert relasjonell bilde-innhenting, som tillater bilde-sÃļk mer i samsvar med menneskers egen kreative mÃĨte ÃĨ se pÃĨ verden:

Relasjonell innhenting returnerer bilder som deler en dypere konseptuell struktur med spÃļringsbildet, i stedet for ÃĨ matche overfladetrek. For eksempel returnerer en matvare som er stilisert for ÃĨ ligne et ansikt andre antropomorfe mÃĨltider; et skÃĨret objekt returnerer andre skÃĨrede former; og scener med voksen-avkom-interaksjon returnerer bilder med lignende relasjonelle roller, selv om arter og komposisjon forskjeller.
Et annet mulighet er analogisk bilde-generering, som ville tillate syntese av spÃļringer som bruker relasjonelle strukturer i stedet for direkte beskrivelser. I en sammenligning av resultater fra nÃĨvÃĶrende generasjon av tekst-til-bilde-modeller, kan vi se at resultatene av en slik tilnÃĶrming sannsynligvis vil vÃĶre mer diverse:

Gitt et inngangsbilde og en relasjonell prompt, ble modellene bedt om ÃĨ generere et nytt bilde som uttrykker samme underliggende konsept. ProprietÃĶre modeller produserte mer trofaste analogier, og bevarte strukturell logikk over store endringer i form, mens ÃĨpne modeller tenderte til ÃĨ regrediere til bokstavelige eller stilistiske matcher, og mislyktes i ÃĨ overfÃļre den dypere idÃĐen. Utgangene ble sammenlignet med menneske-kurerte analogier, som eksemplifiserte den Ãļnskede transformasjonen.
Konklusjon
Generative AI-systemer ville, det ser ut til, vÃĶre merkbart forbedret ved en evne til ÃĨ inkorporere abstrakt representasjon i deres konseptualiseringer. Som det stÃĨr nÃĨ, ÃĨ be om konsept-baserte bilder som âsinneâ eller âlykkeâ tenderer til ÃĨ returnere bilder stilisert fra de mest populÃĶre eller tallrike bildene som hadde disse assosiasjonene i datasettet; hvilket er memorisering i stedet for abstraksjon.
Det ser ut til at dette prinsippet kunne vÃĶre enda mer nyttig hvis det kunne bli anvendt pÃĨ generativ skriving â spesielt analytisk, spekulativ eller fiktiv utgang.
Trykk pÃĨ ÃĨ spille. Kilde
Â
Â
* En A100 kan ha 40Gb eller 80GB av VRAM; dette er ikke spesifisert i artikkelen.
** Forfatternes sitater er redundante og ekskludert.
FÃļrst publisert tirsdag, 16. desember 2025












