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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。
💙作者主页: GoAI |💚 公众号: GoAI的学习小屋 | 💛交流群: 704932595 |💜个人简介 : 掘金签约作者、百度飞桨PPDE、领航团团长、开源特训营导师、CSDN、阿里云社区人工智能领域博客专家、新星计划计算机视觉方向导师等,专注大数据与AI 知识分享。

💻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

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✨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。

  1. KOSMOS-1 论文
  2. KOSMOS-2 论文
  3. 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 Google 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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