openbmb/MiniCPM-V-2_6 和 AIDC-AI/Ovis2-1B 的网络结构体对比
openbmb/MiniCPM-V-2_6和Ovis2作为多模态大模型,在架构设计上既有共性也有显著差异。以下从核心模块、技术实现和任务适配三个维度展开对比分析:
一、核心模块架构对比
1. 视觉编码器
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MiniCPM-V-2_6:
- 架构:基于SigLIP-400M轻量级视觉模型,采用ViT架构。
- 处理流程:
- 输入图像分割为14×14的patch,通过卷积层提取特征。
- 引入动态视觉tokenizer,支持可变分辨率输入(最大1.8M像素),单图像仅生成640个视觉token,比同类模型减少75%。
- 视觉特征经Resampler模块压缩后,与文本嵌入拼接进入LLM。
- 创新点:
- 全局-局部特征融合:通过多尺度卷积和注意力机制,兼顾图像全局语义与局部细节。
- 低秩矩阵分解:在视觉特征压缩阶段降低计算复杂度,提升端侧推理效率。
-
Ovis2:
- 架构:采用标准ViT-Base/16作为视觉编码器。
- 处理流程:
- 图像分割为16×16的patch,生成视觉特征序列。
- 视觉特征通过动态视觉tokenizer映射到离散视觉单词(vocabulary size=16384),生成概率化视觉token(每个token为16384维概率分布)。
- 视觉token与文本token嵌入拼接后,输入LLM。
- 创新点:
- 结构化嵌入对齐:通过视觉单词与文本单词的语义对齐,解决模态间嵌入差异问题。
- 概率化视觉token:允许视觉特征以软对齐方式参与LLM推理,提升鲁棒性。
2. 文本编码器
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MiniCPM-V-2_6:
- 架构:基于Qwen2-7B语言模型,采用MoE架构(稀疏门控机制)。
- 参数规模:7B参数,支持长上下文(32768 tokens)。
- 创新点:
- 动态位置编码:根据输入文本长度自适应调整位置嵌入。
- 混合专家层:通过MoE机制提升模型表达能力,同时保持计算效率。
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Ovis2:
- 架构:基于Qwen-34B语言模型,采用标准Transformer架构。
- 参数规模:34B参数,支持超长上下文(16384 tokens)。
- 创新点:
- 多语言对齐:在嵌入层融合多语言语义空间,支持中、英、德等10种语言。
- 视觉-语言双模态注意力:在Transformer层内增加跨模态注意力头,实现视觉与文本特征的深度交互。
3. 跨模态交互模块
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MiniCPM-V-2_6:
- 交互方式:早期融合(Early Fusion)。
- 视觉特征经Resampler压缩为3584维向量,与文本嵌入(3584维)拼接后输入LLM。
- LLM内部通过标准自注意力机制处理多模态特征。
- 优势:
- 计算效率高:视觉特征压缩减少了输入维度,降低计算负载。
- 端侧适配:轻量化设计(8B总参数)支持手机端实时推理。
- 交互方式:早期融合(Early Fusion)。
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Ovis2:
- 交互方式:晚期融合(Late Fusion)。
- 视觉token与文本token嵌入在输入阶段拼接,输入LLM。
- LLM内部通过交叉注意力机制(Cross-Attention)实现模态交互,每个Transformer层包含视觉-文本和文本-视觉双向注意力。
- 优势:
- 模态解耦:视觉与文本特征在LLM内部深度交互,提升复杂推理能力。
- 灵活性:支持多模态指令微调,适应多样化任务需求。
- 交互方式:晚期融合(Late Fusion)。
二、技术实现对比
1. 视觉处理
维度 | MiniCPM-V-2_6 | Ovis2 |
---|---|---|
图像分辨率 | 支持1344×1344(1.8M像素) | 支持1024×1024 |
视觉token数量 | 640 tokens(固定) | 768 tokens(可动态调整) |
特征压缩方式 | 低秩矩阵分解(Resampler) | 离散视觉单词映射(概率化token) |
视频处理 | 支持关键帧选择(采样12帧) | 支持全视频输入(处理128帧) |
2. 文本处理
维度 | MiniCPM-V-2_6 | Ovis2 |
---|---|---|
语言支持 | 中、英、德、法等6种语言 | 中、英、德、法、日、韩等10种语言 |
上下文长度 | 32768 tokens | 16384 tokens |
推理速度(端侧) | 18 tokens/s(8B模型,INT4量化) | 8 tokens/s(34B模型,FP16) |
3. 训练策略
- MiniCPM-V-2_6:
- 四阶段训练:
- 视觉编码器预训练:基于10亿级图文对数据。
- 跨模态对齐训练:使用RLAIF-V数据集优化多模态交互。
- 指令微调:针对单图像、多图像、视频任务进行优化。
- 幻觉抑制:通过Object-HAL数据集降低虚假内容生成。
- 四阶段训练:
- Ovis2:
- 四阶段训练:
- 视觉模块冻结训练:固定LLM参数,优化视觉tokenizer。
- 多模态对齐训练:使用1.2亿级图文对数据。
- 视频理解训练:引入动态视觉-语言对齐机制。
- 数学推理增强:通过CodeAlpaca等数学数据集提升CoT能力。
- 四阶段训练:
三、任务适配与性能对比
任务类型 | MiniCPM-V-2_6优势场景 | Ovis2优势场景 |
---|---|---|
单图像理解 | 高分辨率图像OCR(准确率92.3%) | 复杂图像推理(如数学公式解析) |
多图像理解 | 多图像对比分析(Mantis-Eval榜单第一) | 多图像故事生成(Blink榜单第一) |
视频理解 | 实时视频字幕生成(18 FPS) | 长视频内容摘要(30分钟视频处理) |
数学推理 | 基础数学问题(MathVerse榜单82.5%) | 微积分、几何证明(MathVerse榜单91.2%) |
端侧部署 | 手机端实时推理(6GB内存) | 服务器端复杂任务(32GB显存) |
四、总结
维度 | MiniCPM-V-2_6 | Ovis2 |
---|---|---|
核心定位 | 端侧多模态大模型(8B参数) | 全场景多模态大模型(34B参数) |
技术亮点 | 低秩特征压缩、动态视觉tokenizer | 概率化视觉token、跨模态交叉注意力 |
适用场景 | 移动端实时交互(如智能客服、内容审核) | 复杂推理任务(如教育、科研) |
性能指标 | OpenCompass平均分65.2(8B模型) | OpenCompass平均分72.1(34B模型) |
生态支持 | 支持Hugging Face、OpenVINO | 支持Hugging Face、DeepSpeed |
两者在架构设计上的差异反映了不同的技术路线:MiniCPM-V-2_6通过轻量化设计和端侧优化,在边缘设备上实现了接近GPT-4V的性能;而Ovis2则通过深度跨模态交互和大规模参数,在复杂推理任务中表现出更强的能力。开发者可根据具体应用场景(端侧/云端、实时性/准确性)选择合适的模型。