MangoVQA: A Multi-Answer Visual Question Answering System for Grading SNI-Aligned Mango Quality using Deep Learning and Text Processing
Nidaul Hasanati · Taufik Djatna · Imas Sukaesih Sitanggang 等 4 人
提出首个多答案芒果质量分级VQA框架MangoVQA,对齐印尼SNI标准。
YOLOv11n检测+HSV规则引擎,468张图生成17764问答对。
全局多答案micro-F1达0.846,远超EMQA基线62.91%。
可扩展至其他农产品标准分级,并探索多答案VQA在农业可解释决策中的应用。
首个面向SNI芒果分级的多答案VQA框架,方法新颖、数据规模可观,对农产品智能质检有参考价值,但属细分领域学术成果,公共影响有限。
视觉问答(Visual Question Answering, VQA)是一项结合计算机视觉与语言理解的多模态人工智能任务,旨在针对视觉内容回答基于文本的问题。尽管VQA发展迅速,但现有方法大多假设单一正确答案,而现实世界中的图像往往同时需要多个有效答案。本研究提出MangoVQA,据我们所知,这是首个面向芒果质量分级、与SNI 3164:2024标准对齐的多答案VQA框架。与端到端学习融合的VQA模型不同,MangoVQA将感知与推理分离,把基于YOLOv11n的神经感知与确定性的、基于规则的问题解释相结合。每个答案均以检测到的芒果实例为依据,从而支持可追溯的多答案响应,而非不透明的预测。YOLOv11n检测器定位果实并识别四个质量等级(特级、一级、二级和拒收),而透视引擎(Perspective Engine)通过校准的HSV分析提取颜色和缺陷属性。这些事实填充到结构化答案表示中,并通过预定义的意图和槽位进行查询。从468张标注图像中,该流程生成了17,764个问答对,涵盖22种问题类型、两个推理层次和两种语言。22.85%的问题需要多答案响应,采用基于集合的精确率、召回率、F1分数和子集精确匹配进行评分。评估在全局开放式问题上达到0.919的准确率,在局部开放式问题上达到0.937,在全局多答案问题上达到0.846的微观F1,超过了EMQA(唯一先前的多答案VQA基线)在不同数据集上报告的62.91% F1。在实践层面,MangoVQA为小农户、合作社、需要SNI合规证据的出口商以及芒果消费者提供可审计的决策支持;在理论层面,将视觉感知与文本解释和推理解耦,为端到端多模态融合提供了一种可行且可解释的替代方案。