ROBUST PREDICTION

缺失鲁棒预测

针对局部连续片段缺失,构建可靠性感知多模态网络,并融合 BERT LoRA 文本专家。分类与回归分别预测情感极性和连续强度。

研究动机

局部连续缺失同时改变可用信息与观测分布。为保留三模态的原始对齐关系,模型保留缺失位置,通过观测掩码区分非零观测与缺失位置;有效长度内的全零观测也被视为未观测,并从可见模态读取补充信息。

使用 CMU-MOSEI 衍生子集的 aligned_50 预提取特征,训练 / 验证 / 历史留出划分为 3,395 / 728 / 727。词级对齐辅助流程的自提取特征不进入预测模型。

模型结构

融合预测器总览
融合预测器总览论文图 1

两条分支使用相同观测掩码,按可见文本比例融合,并分别解释类别概率与情感强度。

论文原图 PDF ↗
缺失处理
保留位置、更新观测掩码;跨模态注意力仅使用可见 key / value,整模态缺失时该门控权重为零。
训练与选择
学习参数在训练集拟合;模型选择、融合系数和类别偏置在验证集确定。
参数范围
约 1.51 M 是单个 RM 核心的参数量,不包含 BERT 基座、LoRA 专家与整个集成。

双视图训练

原始观测与人工遮挡后的受损观测构成两个视图,共享 RM-Net 参数。联合目标包含极性与强度监督、人工遮挡位置的特征重建及视图一致性约束。

渐进式片段遮挡用于构造受损视图:训练前 30% 阶段将缺失率上限从 0.3 逐步提高至 1;每次选择 1–3 个模态、1–2 段连续区间,并以 20% 概率保留原视图。

原有缺失不作为重建目标,一致性分支采用停止梯度。模型总览见论文图 1。

文本可用度约束融合

令 f 为有效内容位置中可见且非 UNK 的比例。分类与回归采用独立的文本专家权重,最终类别由概率最大项决定。

w_{\mathrm{c}} = 0.8f^2,\qquad w_{\mathrm{r}} = 0.6f^2
p = \operatorname{softmax}\!\left(\log\!\left(\operatorname{clip}\!\left((1-w_{\mathrm{c}})p_{\mathrm{RM}} + w_{\mathrm{c}}p_{\mathrm{LoRA}},\,10^{-12},\,1\right)\right) + b\right)
\hat{y} = (1-w_{\mathrm{r}})\hat{y}_{\mathrm{RM}} + w_{\mathrm{r}}\hat{y}_{\mathrm{LoRA}}
b = (0.25,\,0,\,0.025)

类别顺序:负向、中性、正向。

滑块表示固定融合公式中权重随文本可用比例的变化。

分类专家权重80.0%
回归专家权重60.0%

f = 0 时专家权重为零,回归退回 RM 强度;分类仍保留固定偏置。各模型先 softmax 再平均,不平均 logits。独立分类与回归允许出现“强度为正、类别为中性”。

结果分析

固定验证集选择的融合参数,在清洁输入和 40% 混合缺失条件下评估同一模型。下表数值直接读取网站保存的冻结评估记录。

划分条件Accuracy ↑Macro-F1 ↑MAE ↓Pearson r ↑
验证集清洁输入0.64420.63390.56520.6835
验证集40% 混合缺失0.64970.63940.57220.6638
历史留出集清洁输入0.68090.65500.60990.6942
历史留出集40% 混合缺失0.66300.63410.62100.6861

历史留出集两视图平均 Macro-F1 为 0.6446,较原 RM 辅助头提高 0.0238。历史测试结果曾参与开发观察,不能视为全新盲测。

缺失模式回放中的融合增益
缺失模式回放中的融合增益论文图 7

在留出集上回放无标签集合 A 的 30 种零值片段模式,比较融合模型相对 RM-Net 核心的 Macro-F1 增益;右图还遮挡对应的 UNK 位置,虚线表示平均增益。

论文原图 PDF ↗

冻结模型完成附件 3 全部 30 条样本的极性与强度预测。专项集缺少真值标签,因此不报告预测准确率。特征遮挡发生在上下文编码后,结论不能直接推广到原始文本完全不可获得的情形。

预测解释

预测解释 →

情感强度

八子集 Shapley 解释相对空输入的强度变化;内部可加分解显式保留 LoRA 贡献。

原预测类概率

固定完整输入时的类别作为解释目标,分别计算模态归因与位置遮挡效应。

解释验证

728 条验证样本、20 条专项样本;删除 / 保留曲线与 728 组真实删词对照。

RM 门控、内部贡献与 Shapley 含义不同。编码后遮挡仍可能保留上下文;真实删词对照在重新编码后将存活词元映射回原位置。上述解释描述模型依赖,不代表现实情感的因果关系。

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