LoopViT:反復(ループ)型ビジョンTransformerによる抽象推論強化

AI/ML

概要

LoopViTは、抽象推論ベンチマークであるAbstraction and Reasoning Corpus (ARC) の課題解決を念頭に置いた再帰的(ループ)ビジョンTransformerアーキテクチャの公式実装です。従来の一方向的なパスではなく、同じTransformerブロックやモジュールを繰り返し適用することで、表現を逐次的に洗練・修正できる設計を採用しています。これにより、複数ステップの推論や中間表現の再利用が容易になり、タスク固有のソルバーを学習する際にパラメータ効率と汎化性能の両立を狙います。リポジトリには学習スクリプト、依存関係ファイル、ソースコードが含まれ、MITライセンスのもとで公開されています。(約300字)

GitHub

リポジトリの統計情報

  • スター数: 4
  • フォーク数: 0
  • ウォッチャー数: 4
  • コミット数: 4
  • ファイル数: 7
  • メインの言語: Python

主な特徴

  • 反復(ループ)構造を持つVision Transformer:同一ブロックの繰り返し適用で表現を洗練。
  • ARC向けに設計:抽象的・少数ショットの問題に対応するための構成。
  • シンプルな実装と学習スクリプト:offline_train_loop_ARC.py などで実験再現が容易。
  • MITライセンスでオープンソース公開:研究・実験に用いやすい。

技術的なポイント

LoopViTの核は「ループ(再帰)的)適用による反復的表現更新」です。従来のVision Transformer(ViT)は入力をパッチに分割し、単一方向のスタックされた層で処理しますが、LoopViTは同じTransformerモジュールを複数回(あるいは可変回数)繰り返して適用することで、各反復で出力表現を段階的に改善します。この設計は以下の利点をもたらします。

  1. パラメータ共有による効率化:同一モジュールをループで使うため、深く積んだ別個の層を持つ場合に比べてパラメータ量を抑えられ、少データ下での過学習リスクを低減します。
  2. 多段階推論の模倣:ARCのような問題は複数の中間推論ステップを必要とすることが多く、各ループで局所的な修正や高次特徴の生成を繰り返すことで複雑な変換を学習しやすくなります。
  3. 中間状態の再利用と制御:ループ回数や停止条件を工夫することで、推論深度を動的に制御でき、タスクや入力に応じた計算効率の最適化が可能です。
  4. 実装面では、Patch embedding、自己注意層(Self-Attention)、位置埋め込み、そしてループのためのループ制御ロジックや状態更新(リカレントなスキップ接続や正規化)が主要コンポーネントになります。リポジトリの構成からは、offline_train_loop_ARC.py を通じた学習パイプライン、requirements.txt による依存管理、src ディレクトリ内でモデル・データ処理・ユーティリティを分離していることが伺えます。

ARCタスクは訓練例が少ない・問題ごとに大きく性質が異なるため、LoopViTは汎化性能を重視した設計思想を持っており、局所的なパターン検出とグローバルな構造推定の両方を1つの反復プロセスで獲得しようとしています。さらに、ループ回数や正則化、入力拡張などのハイパーパラメータ調整が重要で、実験スクリプトはそれらを試すための基盤を提供します。論文(ArXiv)へのリンクがREADMEに示されているため、理論的背景や実験結果はそちらを参照して再現・拡張できます。

(約700〜900字の技術的解説 — 実装の読み替えや拡張余地についても触れています)

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ:

  • .gitignore: file
  • README.md: file
  • offline_train_loop_ARC.py: file
  • requirements.txt: file
  • src: dir

…他 2 ファイル

まとめ

抽象推論に特化した再帰的ViTを簡潔に実装しており、ARCの研究やループ型学習の実験に適した出発点です。(約50字)

リポジトリ情報:

READMEの抜粋:

LoopViT: Scaling Visual ARC with Looped Transformers

License: MIT Paper

This is the official implementation of LoopViT, a recursive vision transformer architecture designed to solve abstract reasoning tasks in the Abstraction and Reasoning Corpus (ARC).

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