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本发明公开了一种基于层次结构的无偏置场景图生成方法。本方法为:1)利用有偏模型对图像样本进行处理,得到有偏模型预测结果;根据各图像样本对应的所述有偏模型预测结果构建一层次化关系树;其中,所述有偏模型为场景图生成模型;2)根据所述层次化关系树和设定的层次化关系损失函数,计算损失值;然后基于所述损失值利用梯度反向传播方法优化所述有偏模型,使所述有偏模型输出结果迭代优化,最终输出无偏置场景图;3)对于一待处理的图像,将其输入步骤2)优化后的所述有偏模型,得到对应的无偏置场景图。本发明能够让模型由粗到细地学习不同关系间的区别,从高度有偏的长尾场景图数据中生成无偏置场景图。