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量子位 12小时前

让大模型“边看边改”,视觉分割准确率直接上涨 9%

智能体时代,如何让视觉分割更准确?

复旦、创智联合推出 RSAgent,给出最新答案——让多模态大模型通过多轮工具调用生成准确掩码

相关工作已入选 ICML 2026。

视觉分割,一直是个 " 说起来简单,但做起来容易失手 " 的任务。

给模型一张图、一句话,让它把目标区域的像素圈出来——听起来直接,但一旦目标含糊、被遮挡,或者需要推理才能定位,一次性猜出正确的掩码就变得相当困难。

RSAgent 团队认为,现有方法缺少的,不是更强的分割头,而是 " 确认和纠错 " 的过程。

为此,他们推出了 RSAgent 这个让多模态大模型通过多轮工具调用,完成文本引导分割的智能体框架。

模型不再一次性输出 mask,而是先观察图像、进行推理、调用视觉工具、读取反馈,再根据历史结果迭代修正,最终生成更可靠的准确掩码。

实验结果显示,RSAgent 在 ReasonSeg 测试集上的 gIoU 相比 Seg-Zero-7B 提升了 9.0 个百分点,在 RefCOCOg 数据集上取得了 81.5% 的平均 cIoU,并生成了 5000 条以上的多轮推理分割轨迹。

开放语义分割,难在哪里

多模态大语言模型(MLLM)已经能够描述图像、回答问题、理解物体关系,但真实视觉系统需要的不只是文字答案。

交互式标注、机器人感知、设计编辑、工业质检和科学图像分析都要求模型把语言理解落实到像素区域。

也就是说,模型必须在 " 语义理解 " 和 " 准确掩码 " 之间完成可靠转换

开放语义文本引导分割的挑战在于,输入指令并不总是简单的类别名——

用户可能说 " 图中左侧正在被人拿起的物体 ",也可能说 " 找出湍急水流中保障个人安全的装备 "。

前者需要空间关系,后者需要场景常识和用途推理。

模型如果只进行一次前向预测,就很难验证自己是否选对了目标。

此前路线的短板并不是 " 不能产生 mask",而是 " 缺少确认与纠错过程 "

一旦最初定位偏离、点位提示落在背景、候选区域只覆盖局部,模型往往没有机会重新观察、缩放视图、读取候选结果并调整策略。

RSAgent 正是针对这一痛点,把分割任务从静态预测变成动态交互。团队表示:

痛点不是单纯追求更复杂的分割头,而是让模型在开放语义任务中具备 " 先判断、再行动、看反馈、再修正 " 的能力。

怎么解决?让 MLLM 学会 Reason and Act

RSAgent 的关键不是把 MLLM 直接改造成一个 mask decoder,而是让它成为能够调度视觉工具的智能体

模型在每一轮接收原图、文本指令和历史观察,输出结构化推理与 tool call;工具返回局部视图、候选掩码或 overlay;模型再基于这些反馈决定继续调用工具、调整提示,或者提交最终答案。

下图为 LISA、Seg-Zero 与 RSAgent 的对比。RSAgent 通过多轮工具调用持续定位、观察和修正。

而 RSAgent 总体框架如下,包括多轮交互、工具调用、观察反馈、cold-start SFT 与 agentic RL。

具体技术模块及其作用如下:

在数据层面,RSAgent 通过自动合成与严格筛选构建训练轨迹。

论文中 cold-start SFT 数据约包含 5K 条高质量多轮推理轨迹;RL 阶段使用约 2K 个 RL 示例,并额外加入 8K 个 RefCOCOg 训练样本,使模型在交互环境中学习更高回报的工具调用路径。

下图为数据管线。系统生成问题、合成多轮轨迹并进行过滤,以获得高质量训练样本。

团队表示,真正的关键不只是 " 调了工具 ":RSAgent 把推理、工具、反馈与奖励闭合为一个训练体系

模型既要理解目标,也要学会自适应地缩放、提示、分割和停止,最终把开放语义理解落实为准确掩码。

具体来看,RSAgent 的一次交互可以理解为四步循环:

Observation 读取图像与历史结果;

Thought 用自然语言分析当前候选区域是否满足指令;

Action 选择工具和像素提示;

Feedback 接收工具输出并写入上下文。

这个循环让模型不再依赖单次判断,而是具备逐步验证的机制。

这种机制尤其适合关系型、属性型和隐含推理型指令。

例如目标可能很小、被遮挡,或需要根据动作、用途和相对位置来判定。

RSAgent 可以先粗定位,再查看局部区域,随后依据候选掩码的偏差重新指定点或框。

相比一次性预测,它多了一个可审查的中间过程。

训练策略上,cold-start SFT 解决 " 会不会按格式工作 " 的问题,让模型掌握工具调用语法和基本反思流程;agentic RL 解决 " 怎样做得更好 " 的问题,通过奖励信号优化多轮路径。

二者组合,使 RSAgent 既能稳定输出结构化结果,也能在复杂开放语义样本上学习更优决策。

实验结果:ReasonSeg 与 RefCOCOg 上取得领先表现

实验使用 Qwen2.5-VL-7B-Instruct 作为基础模型,SAM2-large 作为分割工具。

团队在 RefCOCO 系列和 ReasonSeg 上进行系统评测,并与传统视觉语言分割器、单次 MLLM 分割方法、显式 CoT/RL 分割方法和多轮工具调用 agent 等多类方法比较。

下图能够说明,RSAgent 在 RES 和 ReasonSeg 基准上取得领先表现。

具体评测结果如下:

在 ReasonSeg test 上,RSAgent 达到 66.5% gIoU,相比 Seg-Zero-7B 的 57.5% 提升 9.0 个百分点;

在 RefCOCOg 上,RSAgent 达到约 81.5% 平均 cIoU,test split 为 81.8。

对于依赖开放语义推理的目标分割任务,这说明模型不仅能理解描述,还能更稳地把理解转化为准确掩码。

消融实验显示,提升并非来自单一模块

未训练的 tool-agent 在 ReasonSeg test 上只有 30.1 cIoU;加入 cold-start SFT 后提升至 55.4;仅 RL 为 54.3;完整的 cold-start SFT+RL 达到 57.9。

这表明,先让模型学会规范工具调用,再通过强化学习优化长程决策,是 RSAgent 成立的关键

下图为最大工具调用轮数消融。适当增加轮数可提升表现,但过长上下文可能带来冗余与不稳定。

奖励设计同样关键

移除 final reward、process reward 或 format reward 都会造成性能下降;

其中去掉 final reward 后,ReasonSeg test 从 57.9 降至 48.3,说明最终掩码质量仍是核心目标。

process reward 则鼓励模型在中间步骤持续改进,而不是盲目增加工具调用次数。

让视觉大模型进入可验证的像素行动空间

RSAgent 的价值不只是刷新指标。

更重要的是,它展示了一条从 " 看图问答 " 走向 " 视觉行动 " 的路径:

模型可以围绕文本目标持续观察、调用工具、接受反馈、修正假设,并把最终判断落实到图像像素

这类能力对交互式视觉系统具有通用意义。

对于数据标注,它有望减少人工反复试错;

对于机器人感知,它让模型在执行前重新确认目标区域;

对于设计编辑和内容生产,它可以把自然语言意图转化为更稳定的可编辑区域;

对于科学图像分析,它提供了可回看、可复核的中间过程。

从更大的趋势看,RSAgent 把开放语义理解、工具调用和像素级执行连接起来。

它说明多模态大模型不必停留在 " 回答图像问题 ",也可以在视觉空间中主动探索、试错和修正。

这个方向将视觉智能体推进到更接近真实任务的形态。一言以蔽之:

RSAgent 证明了多模态大模型可以从 " 结合文本与图像内容 " 进一步走向 " 在像素空间中推理、行动和自我修正 "。

最后介绍一下论文团队。

作者团队来自复旦大学、上海创智学院、上海交通大学等单位,论文共同一作为何星旗、张钰杰

何星旗为复旦大学一年级硕士生,研究方向为 Vision-Language Model Reasoning、Reinforcement Learning。

张钰杰为上海创智学院、复旦大学联合培养博士生,主要研究方向为 Vision-Language Model Reasoning、Reinforcement Learning 与 Large Language Models。

论文:https://arxiv.org/abs/2512.24023

GitHub:https://github.com/Nicola777-ai/RSAgent

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