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问题背景 首先简化一下问题，本文所讨论的多模态，主要指图文混合的双模态，即输入和输出都可以是图文。可能有不少读者的第一感觉是：多模态模型难道不也是烧钱堆显卡，Transformer“一把梭”，最终“大力出奇迹”吗？ 其实没那么简单。先看文本生成，事实上文本生成自始至终都只有一条主流路线，那就是语言模型，即建模条件概率 \(p(x_t|x_1,\cdots,x_{t-1})\) ，不论是最初的 n-gram语言模型，还是后来的Seq2Seq、GPT，都是这个条件概率的近似。也就是说，一直以来，人们对“实现文本生成需要往哪个方向走”是很明确的，只是背后所用的模型有所不同，比如LSTM、CNN、Attention乃至最近复兴的线性RNN等。所以， 文本生成确实可以All in Transformer来大力出奇迹，因为方向是标准的、清晰的。 然而，对于图像生成，并没有这样的“标准方向”。就本站所讨论过的图像生成模型，就有 VAE 、 GAN 、 Flow 、 Diffusion ，还有小众的 EBM...

通常我们训练神经网络模型的时候默认使用的数据类型为单精度FP32。近年来，为了加快训练时间、减少网络训练时候所占用的内存，并且保存训练出来的模型精度持平的条件下，业界提出越来越多的混合精度训练的方法。 这里的混合精度训练是指在训练的过程中，同时使用单精度（FP32）和半精度（FP16） 。 浮点数据类型 浮点数据类型主要分为双精度（FP64）、单精度（FP32）、半精度（FP16）。在神经网络模型的训练过程中，一般默认采用单精度（FP32）浮点数据类型，来表示网络模型权重和其他参数。在了解混合精度训练之前，这里简单了解浮点数据类型。 根据IEEE二进制浮点数算术标准（IEEE 754）的定义，浮点数据类型分为双精度（FP64）、单精度（FP32）、半精度（FP16）三种，其中每一种都有三个不同的位来表示。 FP64表示采用8个字节共64位，来进行的编码存储的一种数据类型； FP32表示采用4个字节共32位来表示； FP16则是采用2字节共16位来表示。 如图所示： 从图中可以看出，与FP32相比，FP16的存储空间是FP32的一半，FP32则是FP16的一半。主要分为三个部分：...

背景：大模型 vs. GPU Memory 大模型最大的特点是模型参数多，训练时需要很大的GPU显存 。举个例子，帮助大家的理解：对于一个常见的7B规模参数的大模型（如LLaMA-2 7B），基于16-bit混合精度训练时，在仅考虑模型参数、梯度、优化器情况下，显存占用就有112GB，显然目前A100、H100这样主流的显卡单张是放不下的，更别提国内中小厂喜欢用的A6000/5000、甚至消费级显卡。 上面的例子中，参数占GPU 显存近 14GB（每个参数2字节）。再考虑到训练时 梯度的存储占14GB（每个参数对应一个梯度，也是2字节）、优化器Optimizer假设是用目前主流的AdamW则是84GB（每个参数对应一个参数的copy、一个momentum和一个variance，这三个都是float32），合计112GB。 这种情况，Torch中支持的大家熟悉的数据并行 DataParallel 是解决不了的。因为数据并行的前提是每个GPU可以host完整的模型。需要用到模型并行和流水线并行。下面对着三种方法做一个简单介绍。 三种模型训练的并行方案 数据并行（Data...

引言与背景 FlashAttention的关键创新在于使用类似于在线Softmax的思想来对自注意力计算进行分块（tiling），从而能够融合整个多头注意力层的计算，而无需访问GPU全局内存来存储中间的logits和注意力分数 在深度学习中，Transformer模型的自注意力机制是计算密集型操作。传统实现需要在GPU全局内存中存储大量中间结果，这导致： 内存瓶颈 ：中间矩阵占用大量显存 I/O开销 ：频繁的全局内存访问降低效率 扩展性限制 ：难以处理超长序列 FlashAttention通过算法创新解决了这些问题。 Self-Atention 自注意力机制的计算可以总结为（为简化说明，忽略头数和批次维度，也省略注意力掩码和缩放因子 \(\frac{1}{\sqrt{D}}\) ）： \[O = \text{softmax}(QK^T)V\] 其中： \(Q, K, V, O\) 都是形状为 \((L, D)\) 的二维矩阵 \(L\) 是序列长度 \(D\) 是每个头的维度（头维度） softmax应用于最后一个维度（列） 标准计算流程， 传统方法将自注意力计算分解为几个阶段：...

DeeSeek-OCR 简介 当前的大型语言模型（LLMs）在处理长文本时面临显著的计算挑战，其开销随序列长度呈二次增长。本文探索一种潜在的解决方案：将视觉模态作为高效的文本信息压缩媒介。 单张包含文档文本的图像，能够用显著更少的 token 表达丰富信息，相比等量的数字文本更为紧凑；这表明，通过视觉 token 进行光学压缩有望实现更高的压缩比。 本文关注视觉编码器如何提升 LLM 在处理文本信息时的效率，而非人类本就擅长的基础 VQA 任务 当前主流 VLM 视觉编码器的问题 第一类是以 Vary 为代表的双塔（dual-tower）架构，通过并行的 SAM 编码器来提升高分辨率图像处理时的视觉词表参数规模。该方法虽然在参数量与激活内存上更可控，但也存在显著缺点：需要对图像进行两套预处理，增加了部署复杂度；同时在训练中使编码器管线的并行化变得困难。 第二类是以 InternVL2.0 为代表的切片（tile-based）方法，通过将图像划分为小块并行处理，在高分辨率场景下降低激活内存。尽管这种方法能够处理极高分辨率，但由于其原生编码器分辨率通常较低（低于...

Qwen-VL系列 Qwen-VL 阿里巴巴的Qwen-VL是另一个比较经典的模型，十分值得作为案例介绍多模态大模型的训练要点。Qwen-VL使用Qwen-7B LLM作为语言模型基座，Openclip预训练的ViT-bigG作为视觉特征Encoder，随机初始化的单层Cross-Attention模块作为视觉和自然语言的的Adapter，总参数大小约9.6B。 如下图，Qwen-VL的训练过程分为三个阶段： Stage1 为预训练，目标是使用大量的图文Pair对数据对齐视觉模块和LLM的特征，这个阶段冻结LLM模块的参数； Stage2 为多任务预训练，使用更高质量的图文多任务数据（主要来源自开源VL任务，部分自建数据集），更高的图片像素输入，全参数训练； Stage3 为指令微调阶段，这个阶段冻结视觉Encoder模块，使用的数据主要来自大模型Self-Instruction方式自动生成，目标是提升模型的指令遵循和多轮对话能力。...

项目： https://llava-vl.github.io/ github: https://github.com/haotian-liu/LLaVA 一句话 优点 ： 极大简化了VLM的训练方式：Pre-training + Instruction Tuning 训练量得到简化：1M量级数据+ 8卡A100 → 一天完成训练 LLaVA LLaVA是2023的连续工作，包含了LLaVA 1.0, 1.5, 1.6几个版本（后续会有更多），也是2023年多模态领域妥妥的顶流。发表9个月620的stars，GitHub超过12K的stars。 LLaVA它的网络结构简单、微调成本比较低，任何研究组、企业甚至个人都可以基于它构建自己的领域的多模态模型。 非常建议对多模态大模型感兴趣的朋友关注LLaVA这篇工作。 简介...

概述 小米团队近日发布了MIMO-VL-7B-SFT和MIMO-VL-7B-RL，这是两个强大的视觉语言模型，MIMO-VL-7B-RL在40个评估任务中的35个上优于QWEN2.5-VL-7B，对于GUI Grounding任务，它在OSWorld-G上设置了一个新标准，甚至超过了UI-TARS等专业模型。模型通过四个阶段的预训练（2.4T Token）与Mixed On-policy 强化（MORL）整合了多样化的奖励信号。 在文章中，作者提到了两个重要的发现： 从Pre-Traing 训练阶段中加入高质量且覆盖广的推理数据对于强化模型性能至关重要。 Mixed On-policy 强化学习进一步增强了模型的性能，同时实现了稳定的同时改进仍然在性能方面具有挑战性。 Pre-Training 模型结构 整个模型还是采用了VIT-MLP-LLM的结构，具体来说，视觉模型采用了Qwen2.5-VL中的视觉encoder，LLM采用了自家的语言模型MiMo-7B-Base。 整个Pretraining采用了四个阶段的训练，每个阶段采用的数据，模型训练参数和模型参数如下面两表所示...

简介 该工作建立了一个 GCG（Grounded Conversation Generation ） 的数据集和对应多模态大模型，与之前的工作主要的区别在于针对输入图像，可以生成grounding pixel-level理解的语言对话，如下图示例所示： Model Automated Dataset Annotation Pipeline level 1: Object locatlization and attributes 1. Landmark Categorization 基于 LLaVA 模型对图像做场景的分类， 包含主要场景和细粒度场景。 就是对数据集整体做一个大的类别标签和子类别标签，做场景的划分 def get_main_prompt(model, conv_mode="llava_v1"): options = ["Indoor scene", "Outdoor scene", "Transportation scene", "Sports and recreation scene"] qs = (f"Categorize the image...

MiniCPM-V系列是面壁智能推出的小参数量的开源多模态大模型，没有超过9B的版本。主打小而强。 MiniCPM-Llama3-V 2.5 这版有论文了，详细写。应该也是2.6的基础。 这一版在 OpenCompass 评估中优于强大的 GPT-4V-1106、Gemini Pro 和 Claude 3。 能力 支持最高1.8M像素的高分辨率图像输入（例如1344*1344），支持任意长宽比图像 强大的OCR，OCRBench 上优于 GPT-4V、Gemini Pro 和 Qwen-VL-Max，支持table-to-markdown 可信，基于RLAIF-V技术做了对齐，减少幻觉，更符合人类喜好 多语言，基于VisCPM技术，支持30多种语言 系统地集成了一套端侧部署优化技术 模型架构 基本架构 三部分：visual encoder, 压缩层, LLM visual encoder：SigLIP SoViT-400m/14 压缩层：单层交叉注意力 LLM：每一代都不同 Adaptive Visual Encoding...

InternVL Blog： https://internvl.github.io/blog/ Github： https://github.com/OpenGVLab/InternVL InternVL 1.0 对齐策略 语言模型和视觉模型各自发展，各有突破，但如何让语言模型会看图，或者让视觉模型会说话？为了将视觉模型与语言模型进行连接，对齐如同“胶水”,将两种模型链接在一起，如使用QFormer或线性投影这样的轻量级“胶水”层，来形成视觉-语言模型，如InstructBLIP和LLaVA，但均存在局限性。 现有对齐策略的局限性 参数规模的不一致： LLM的参数规模已经达到1000亿，而广泛使用的VLLM的视觉编码器仍在10亿参数左右。这种差距可能导致LLM的能力无法被充分利用。 特征表示的不一致： 在纯视觉数据上训练的视觉模型或与BERT系列对齐的模型往往与LLM存在表示上的不一致。 连接效率低下： “胶水”层通常是轻量的、随机初始化的，可能无法捕捉到多模态理解和生成所需的丰富的跨模态交互和依赖关系。 InternVL引入全新的对齐策略...

旋转式位置编码（ROPE） 原始的Sinusoidal位置编码总的感觉是一种“想要成为相对位置编码的绝对位置编码”。一般来说，绝对位置编码具有实现简单、计算速度快等优点，而相对位置编码则直接地体现了相对位置信号，跟我们的直观理解吻合，实际性能往往也更好。由此可见，如果可以通过绝对位置编码的方式实现相对位置编码，那么就是“集各家之所长”、“鱼与熊掌兼得”了。Sinusoidal位置编码隐约做到了这一点，但并不够好。 本文将会介绍我们自研的Rotary Transformer（RoFormer）模型，它的主要改动是应用了笔者构思的“旋转式位置编码（Rotary Position Embedding，RoPE）”，这是一种配合Attention机制能达到“绝对位置编码的方式实现相对位置编码”的设计。而也正因为这种设计，它还是目前唯一一种可用于线性Attention的相对位置编码。 RoFormer：https://github.com/ZhuiyiTechnology/roformer 基本思路 这里简要介绍过RoPE： Transformer位置编码...