VaseVQA:考古領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)專家級(jí),診斷+補(bǔ)弱RL框架
古希臘陶器是考古學(xué)和藝術(shù)史的重要實(shí)物證據(jù)。
研究者需要從單件陶器中提取多層信息:材質(zhì)與工藝、形制類別、裝飾主題、出土地與時(shí)間、甚至可能的作坊或畫師。
不過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)和通用多模態(tài)模型在這類高度專業(yè)化任務(wù)上常陷入兩類困境:
一是缺乏領(lǐng)域知識(shí)(模型在通用語(yǔ)料里幾乎沒(méi)接觸過(guò)「雅典黑釉杯」或「紅繪風(fēng)格」這樣的概念);
二是僅靠監(jiān)督微調(diào)(SFT)容易學(xué)到「表層捷徑」,在遇到組合性、推理性或少樣本問(wèn)題時(shí)就失效。
基于此,AI Geeks、澳大利亞人工智能研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員提出:既要有專門的數(shù)據(jù)與任務(wù)劃分,也要有針對(duì)性的訓(xùn)練策略來(lái)補(bǔ)弱提升。

論文鏈接: https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.17191
項(xiàng)目地址:https://github.com/AIGeeksGroup/VaseVQA
論文的技術(shù)主線可以用一句話概括:先把模型訓(xùn)練到有基礎(chǔ)能力(SFT),再通過(guò)診斷找出各類問(wèn)題的薄弱環(huán)節(jié),用類型條件化的強(qiáng)化學(xué)習(xí)(RL)和精細(xì)化獎(jiǎng)勵(lì)去有針對(duì)性地補(bǔ)弱。

圖1:現(xiàn)有視覺(jué)語(yǔ)言模型在古希臘陶瓶理解上的局限性與所提出的VaseVL框架
關(guān)鍵步驟如下:
- 任務(wù)分層與問(wèn)題類型化:作者把陶器理解任務(wù)劃分為若干類(例如材質(zhì)、工藝、形制、產(chǎn)地/歸屬、年代、裝飾描述等),為后續(xù)診斷與差異化訓(xùn)練提供維度。
- 診斷評(píng)估:對(duì)SFT后的模型在每一類問(wèn)題上分別評(píng)測(cè),識(shí)別哪些類型表現(xiàn)弱(例如歸屬推理與裝飾描述通常比簡(jiǎn)單事實(shí)類問(wèn)題更難)。
- 類型條件化強(qiáng)化學(xué)習(xí):針對(duì)弱項(xiàng)設(shè)計(jì)加權(quán)獎(jiǎng)勵(lì),獎(jiǎng)勵(lì)由「關(guān)鍵詞命中率 + 語(yǔ)義相似度」組成;同時(shí)采用帶KL正則的策略更新手段避免模型過(guò)度偏離原有SFT行為。作者還引入一種穩(wěn)定化的策略優(yōu)化方法(論文提出的變體)來(lái)保證訓(xùn)練穩(wěn)定。
- 按類型細(xì)化評(píng)估指標(biāo):不同問(wèn)題類型采用更合適的評(píng)價(jià)方式(比如對(duì)描述類用生成質(zhì)量指標(biāo),對(duì)事實(shí)類用字符/關(guān)鍵詞相似度),避免單一指標(biāo)一刀切。

圖2:VaseVL的整體框架。該方法將有監(jiān)督微調(diào)(SFT)與基于組相對(duì)策略優(yōu)化(GRPO)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)相結(jié)合。給定陶瓶圖像x、問(wèn)題q 和參考答案a^*,模型通過(guò)在詞匯獎(jiǎng)勵(lì)與語(yǔ)義獎(jiǎng)勵(lì)之間取得平衡,并限制策略偏離參考策略 ,從而提升其推理能力。
數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)(VaseVQA)
讓評(píng)測(cè)更具信服力
為了能系統(tǒng)評(píng)估上述方法,研究人員同時(shí)構(gòu)建了一個(gè)面向古希臘陶器的多模態(tài)問(wèn)答基準(zhǔn)(VaseVQA)。
該基準(zhǔn)覆蓋大量陶器圖片與多類型問(wèn)答對(duì),且在標(biāo)注上引入專家審校,力求兼顧規(guī)模與專業(yè)性。更重要的是,基準(zhǔn)把任務(wù)按問(wèn)題類型拆分,使得模型的薄弱處能被明確定位并針對(duì)性優(yōu)化。

表1:VaseVQA基準(zhǔn)測(cè)試上的性能比較。RL代表推理注入。
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)與實(shí)證價(jià)值
論文的實(shí)驗(yàn)顯示:
- 僅做SFT能顯著提升模型的基礎(chǔ)識(shí)別能力,但在歸屬推理和復(fù)雜描述上仍有限;
- 在診斷基礎(chǔ)上做類型條件化RL優(yōu)化后,模型在那些先前薄弱的類型上有可觀提升——這說(shuō)明「補(bǔ)弱導(dǎo)向」的訓(xùn)練策略在專業(yè)垂直任務(wù)上很有效;
- 細(xì)粒度的評(píng)價(jià)(按問(wèn)題類型)對(duì)于判斷模型真實(shí)能力與設(shè)計(jì)針對(duì)性改進(jìn)尤為重要。

表2:消融實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明。RI表示Reasoning Injection(推理注入)。Qwen2.5-VL-SFT表示前述模型經(jīng)過(guò) 有監(jiān)督微調(diào)(SFT) 的版本,而最后一行展示的是提出的VaseVL 模型的性能表現(xiàn)。
意義、局限與可推廣方向
這項(xiàng)工作最有價(jià)值的,不只是把一個(gè)模型調(diào)好,而是提出了一套「如何讓通用多模態(tài)模型在高度專業(yè)領(lǐng)域變得可靠」的方法論:任務(wù)分層 → 定位薄弱 → 有針對(duì)性地微調(diào)與評(píng)估。
它對(duì)文化遺產(chǎn)、醫(yī)學(xué)影像、材料科學(xué)等其他垂直領(lǐng)域都有啟發(fā)意義。
但需謹(jǐn)慎的一點(diǎn)是:強(qiáng)化學(xué)習(xí)階段高度依賴獎(jiǎng)勵(lì)設(shè)計(jì),若獎(jiǎng)勵(lì)不當(dāng)或數(shù)據(jù)偏倚,模型可能學(xué)習(xí)到新的偏差。
此外,許多考古歸屬問(wèn)題本身具有主觀性與學(xué)術(shù)爭(zhēng)議,模型輸出仍需專家把關(guān)作為輔助工具而非最終裁決。
VaseVQA展示了把「領(lǐng)域診斷」嵌入多模態(tài)訓(xùn)練流程的可行路徑。
文化遺產(chǎn)與AI的結(jié)合,不應(yīng)僅止于表層識(shí)別,而應(yīng)追求「可解釋、可校驗(yàn)、有專家協(xié)同」的工具化落地。
未來(lái),當(dāng)這類方法被更廣泛采納,不同學(xué)科的專家與工程師協(xié)作,就能把AI打造成真正有助于保護(hù)與理解人類文化記憶的可靠伙伴。
























