《深入浅出多模态》(十二)之多模态经典模型:KOSMOS系列
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✨专栏介绍: 本作者推出全新系列《深入浅出多模态》专栏,具体章节如导图所示(导图后续更新),将分别从各个多模态模型的概念、经典模型、创新点、论文综述、发展方向、数据集等各种角度展开详细介绍,欢迎大家关注。
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💻文章目录
《深入浅出多模态》(一):多模态模型论文最全总结
《深入浅出多模态》(二):多模态任务应用与背景
《深入浅出多模态》(三):多模态任务前言知识
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:CLIP
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:ALBEF
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:BLIP
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:BLIP2
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:MiniGPTv4
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:MiniGPT-v2、MiniGPT5
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:InstructBLIP
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:LLava系列
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:Flamingo
《深入浅出多模态》之多模态经典模型:KOSMOS系列(本篇)
👨💻导读: 本文为《深入浅出多模态》系列:多模态经典模型 LLaVA(Large Language and Vision Assistant)详解。LLaVA 系列将图像理解能力无缝融入大语言模型中,实现了从“看图说话”到“看图聊天”的跃迁。本文围绕 LLaVA 模型展开分析,重点介绍其图像特征输入方式、视觉对齐技术、不同版本演进,LLaVA 系列借助指令微调与图文对齐数据,在保持语言模型能力的同时,最大化保留了图像语义信息与交互能力,成为目前社区使用最广、适配性最强的多模态基座模型之一。本文将从论文精读、训练数据、核心结构、开源代码、评测结果、部署方式等多个角度逐一展开,适合多模态领域入门用户、开发者与研究者参考与使用。
传统多模态模型总结
✨KOSMOS系列
KOSMOS详细介绍:
KOSMOS多模态模型系列是微软(Microsoft)发布的一系列多模态大模型,旨在实现视觉与语言等多种模态的统一理解与生成。KOSMOS系列模型的核心创新在于“语言接地(language grounding)”,即让大模型不仅能理解文本,还能处理图片、图像中的文本(如OCR)、标注等多模态信息。
- KOSMOS-1 论文
- KOSMOS-2 论文
- 微软官方博客和开源说明
KOSMOS发展脉络:
模型版本 | 发布时间 | 特点 |
---|---|---|
KOSMOS-1 | 2023.02 | 支持图文理解+语言生成统一训练,强调 grounding |
KOSMOS-2 | 2023.06 | 加入 grounding supervision,图文对齐更精细 |
KOSMOS-2.5 | 2024.01 | 可选输出 bounding box + caption,增强 VQA 与多模态理解 |
KOSMOS-3(规划中) | – | 融合文档结构、视觉推理能力,面向 AGI 接近一步 |
一、KOSMOS模型发展历程
1. KOSMOS-1
- 发布时间:2023年3月
- 论文题目:Language Is Not All You Need: Aligning Perception with Language Models
- 核心创新:
- 实现了大规模视觉语言预训练。
- 支持多模态输入(图片、文本、图片+文本)。
- 能做图片理解、视觉问答、图像字幕生成、OCR等任务。
- 强调将感知(perception)能力与语言模型结合。
- 技术路线:
- 基于Transformer架构。
- 采用“感知接地”的思想,将图片编码成视觉token,与文本token拼接输入至Transformer中。
- 多模态预训练任务包括:图像-文本对齐、图像字幕生成、视觉问答等。
2. KOSMOS-2
- 发布时间:2023年6月
- 论文题目:Grounding Multimodal Large Language Models to the World with Image Segmentation
- 核心创新:
- 在KOSMOS-1基础上,进一步实现了对视觉对象的“定位与标注”能力。
- 可以将文本描述“接地”到具体图片区域,实现从语言到视觉的高效映射。
- 引入了图像分割任务,使得模型能更好地理解视觉内容中的细节和结构。
- 技术路线:
- 结合了视觉分割模型的能力。
- 多模态输入结构进一步优化,支持更复杂的视觉语言任务。
- 能做视觉对象标注、区域描述、复杂视觉问答等。
3. KOSMOS-2.5、KOSMOS-3(尚未正式发布)
- 发展方向:
- 持续提升多模态能力,支持更多模态(如音频、视频)。
- 强化世界知识与感知能力的结合,实现更强的“世界接地”。
- 可能会进一步拓展到生成式多模态任务,如文本生成图像等。
二、KOSMOS模型的技术细节
1. 架构设计
- 编码器:图片通过视觉编码器(如ViT或CNN)转为视觉token。
- 融合层:视觉token与文本token拼接,通过统一的Transformer模型处理。
- 解码器:输出文本、分割掩码或多模态结果。
2. 预训练任务
- 图文对齐(Image-Text Alignment)
- 图像字幕生成(Image Captioning)
- 视觉问答(VQA)
- 图像区域描述(Region Grounding)
- 图像文本识别(OCR)
3. 能力表现
- 理解能力:可处理图片中的内容理解、对象识别、描述生成。
- 推理能力:能通过视觉信息进行推理、推断因果、完成复杂问答。
- 生成能力:生成高质量的图片描述,甚至支持多轮多模态对话。
- 接地能力:将文本与视觉内容精确关联,实现“所见即所得”。
三、KOSMOS的意义与影响
- 多模态大模型的范式:KOSMOS推动了多模态大模型(MLLM)的发展,是OpenAI GPT-4-Vision、Google Gemini等多模态模型的重要技术参考。
- 应用场景广泛:如智能问答、辅助写作、教育、医疗、无障碍辅助、智能搜索等。
- 推动AI通用智能(AGI)进程:多模态接地能力被认为是人工通用智能的重要一步。
四、与其他大模型对比
模型 | 主体公司 | 模态数 | 代表能力 | 代表任务 | 备注 |
---|---|---|---|---|---|
KOSMOS | 微软 | 2(文本+图片) | 视觉-语言对齐、感知接地 | VQA、分割、字幕 | 强调世界接地、视觉标注能力 |
GPT-4V | OpenAI | 2 | 图片+文本理解、推理 | VQA、图片描述 | 更注重端到端生成 |
Gemini | 2+ | 多模态理解、对话 | VQA、搜索、多轮对话 | 强调多模态融合 |
总结:
KOSMOS系列多模态模型通过引入语言接地和多模态统一建模,极大推动了AI对世界的“全感知”能力,为打造更通用、更智能的AI系统奠定了基础。其思想和技术路线已成为多模态大模型领域的重要参考。

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