LLM - 理解 多模态大语言模型 (MLLM) 的架构与相关技术 (二)

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多模态大语言模型 (Multimodal Large Language Models, MLLM) 框架包括 3 个部分：预训练的模态编码器、预训练的 大语言模型(LLM)、连接模态的 接口(Interface)，也可以添加可选的 生成器(Generator) 到 LLM，用于生成除了文本之外的其他模态。

• 编码器接收图像、音频或视频，并且，输出特征，这些特征由连接器处理，以便LLM 能更好地理解。
• 连接器大致有三种类型：基于投影(Projection-Based)、基于查询(Query-Based) 和 基于融合(Fusion-Based) 的连接器。前两种类型使用 Token 级别的融合，将特征处理成 Token，与文本 Token 一起发送，而最后一种类型，在 LLM 内部实现特征级别的融合。

即：

MLLM 的 Foundation Model 是 LLM，Connector 将多模态的 Embedding 转换成 Text Like 的 Embedding。Q-Former，即 Query Former。

多模态编码器 (Modality Encoder)

使用 预训练(Pretrained) 的编码器，例如 CLIP，常用的模型比较，OpenCLIP、CLIP、EVA-CLIP，即

相关论文：

• CLIP - Learning Transferable Visual Models From Natural Language Supervision
• OpenCLIP - Reproducible scaling laws for contrastive language-image learning
• EVA-CLIP: Improved Training Techniques for CLIP at Scale
• EVA: Exploring the Limits of Masked Visual Representation Learning at Scale
• CogAgent: A Visual Language Model for GUI Agents
• CogVLM: Visual Expert for Pretrained Language Models
• Monkey: Image Resolution and Text Label Are Important Things for Large Multi-modal Models

提示视觉图像的分辨率，可以提升视觉编码器的效果，例如 CogAgent 使用 双编码器(Dual-Encoder) 机制，其中两个编码器分别处理高分辨率和低分辨率的图像。同时，分块(Patch-Division) 方法，将高分辨率图像切割成分块，并且，重用低分辨率编码器，也提升视觉编码器的效果，参考 Monkey。

CLIP：使用标准的图像模型，联合训练图像特征提取器，和线性分类器，来预测特定的标签，而且 CLIP 联合训练图像编码器和文本编码器，预测一批 (Batch) 图像和文本训练样本的正确配对。在测试时，学习到的文本编码器，通过嵌入目标数据集类别的名称或描述，合成零样本 (Zero-Shot) 线性分类器。对比 (Contrastive) 预训练，N 个样本一起训练，使用对角线标签进行训练。CLIP 的实验也表明，ViT 的效果要优于 ResNet。

即：

HuggingFace 的 CLIP 地址：https://huggingface.co/docs/transformers/en/model_doc/clip

CLIP 评估最优的视觉预训练模型是 ViT，即：

OpenCLIP：验证 Scaling Laws，研究使用完全开源的训练代码和数据的大型 CLIP 模型的扩展行为，研究中的所有模型都将提供，包括最大的公共 CLIP 模型。这个表格显示在224像素分辨率下的 零样本(Zero-Shot) 性能，展示在 ImageNet 上的准确度，35个 VTAB+ 数据集上的平均准确度，以及在 MS-COCO 图像检索上的 5 个召回率。数据集由 WIT-400M 扩大至 LAION-2B，数据量提升 5 倍，即：

EVA CLIP：也是验证 Scaling Laws，名称 Explore the limits of Visual representation at scAle using only publicly accessible data，使用仅可公开访问的数据，探索视觉表示在大规模的极限。

CogAgent 架构，即包括 2 个图像编码器，高分辨率(High-Resolution) 图像编码器是轻量化，低分辨率(Low-Resolution) 图像编码器，两个编码器进行 交叉注意力(Cross Attention) 实现信息交互，即：

CogVLM 使用 视觉特征和文本特征 拼接(Concat) 的方式，在多模态模型中，将视觉理解放在更优先的位置，即：

Monkey: 通过从原始图像捕获全局特征，和从分割的小块中捕获局部特征，来实现高分辨率。所有小块都通过共享的静态 ViT 编码器进行处理，例如，具有 20 亿参数的 ViT-BigG，即：

预训练的大语言模型 (Pre-trained LLM)

通过在网络语料库上的大量预训练，LLM 已经嵌入丰富的 世界知识 (World Knowledge)，并且，展现出强大的泛化和推理能力。

常用的大语言模型，例如 T5、LLaMA、Vicuna、LLaMA-2、Qwen，目前还包括 LLaMA-3，Casual Decoder 生成能力比较强，Encoder-Decoder 总结能力比较强，即：