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西北大学学报(自然科学版)2025年第06期:“博古问津”:知识图谱增强的文化遗产领域多模态大模型

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作者:赵万青;徐朝阳;谢智伟;张少博;张晓丹;彭进业;

单位:西北大学电子信息学院(人工智能学院);陕西省高等学校生成式人工智能与混合现实重点实验室;

摘要:近年来,大语言模型(LLMs)和多模态大模型(MLMs)在自然语言处理和多模态内容理解方面取得了显著成就,然而,这些通用模型在处理文化遗产相关任务时存在明显缺陷,如对领域专业术语的理解存在偏差、缺乏文化历史背景导致回答不够深入以及知识幻觉等问题,使得输出结果难以满足实际需求。针对这些挑战,首次提出了面向文化遗产领域的多模态大模型——“博古问津”。首先,设计半自动化策略构建大规模的多模态文化遗产数据集并形成多模态知识图谱;然后,利用构建的数据集对通用大模型进行图文对齐和指令微调两阶段训练,以适应文化遗产领域的特定需求;此外,还引入了知识图谱作为辅助知识库,通过图文检索和关系检索策略,有效提升了模型在文化遗产领域问答任务上的可信度和可解释性。实验结果表明,“博古问津”在文物图像描述、属性问题解答及关系问题理解等多个方面表现优异,相较于通用多模态大模型,对复杂文化内容的理解和回答能力提升效果显著,分别在文物图像描述、文物属性问题和文物关系问题3个不同任务的综合分值上高出次优模型21.4%、53%和20.6%。

关键词:多模态大模型;;文化遗产;;视觉问答;;知识图谱;;模型微调;;知识增强

基金资助:国家重点研发计划(2024YFF0907600);; 国家自然科学基金(62273275);; 陕西省自然科学基础研究计划青年项目(2025JC-YBQN-847)