ILLUME – 華為諾亞方舟實驗室推出的統(tǒng)一多模態(tài)大模型

ILLUME是什么

ILLUME是華為諾亞方舟實驗室研發(fā)的一種統(tǒng)一多模態(tài)大模型，旨在將視覺理解和生成能力結(jié)合在同一框架中。該模型以大型語言模型（LLM）為核心，采用“連續(xù)圖像輸入 + 離散圖像輸出”的設(shè)計，整合了多模態(tài)的理解與生成能力，充分挖掘了在統(tǒng)一架構(gòu)下理解與生成能力協(xié)同增強的潛力。ILLUME通過引入語義視覺分詞器和三階段訓(xùn)練流程，實現(xiàn)了高效的訓(xùn)練，使用僅15M的數(shù)據(jù)量便達(dá)到了與現(xiàn)有統(tǒng)一多模態(tài)大模型相當(dāng)?shù)男阅堋?/p>

ILLUME的主要功能

• 多模態(tài)理解與生成的融合：ILLUME可以在一個大型語言模型中無縫融合視覺理解與生成功能，借助統(tǒng)一的“下一個token預(yù)測”公式實現(xiàn)。
• 高效的數(shù)據(jù)利用：通過設(shè)計一個整合語義信息的視覺分詞器和漸進(jìn)式的多階段訓(xùn)練流程，ILLUME將預(yù)訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集規(guī)模縮減至僅15M。
• 自增強多模態(tài)對齊策略：ILLUME引入了一種創(chuàng)新的自我增強多模態(tài)對齊方案，以監(jiān)督MLLM自我評估文本描述與自動生成圖像之間的一致性，從而幫助模型更準(zhǔn)確地解析圖像，避免生成不切實際或錯誤的圖像。
• 廣泛的多模態(tài)任務(wù)處理能力：ILLUME能夠處理包括視覺理解（如自然圖像和文檔圖表）、生成和編輯等多種任務(wù)，并在這些領(lǐng)域表現(xiàn)出與專用單任務(wù)模型相媲美的效果。
• 連續(xù)圖像輸入與離散圖像輸出：該模型支持連續(xù)圖像輸入，允許用戶上傳一系列圖像幀，非常適合視頻分析和動態(tài)場景識別。同時，通過離散圖像輸出設(shè)計，可以根據(jù)輸入的文本或其他模態(tài)數(shù)據(jù)生成一張或多張的圖像。
• 協(xié)同作用機制：ILLUME的核心在于其統(tǒng)一框架下的協(xié)同機制，利用同一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得理解與生成功能間的信息傳遞更加高效流暢。

ILLUME的技術(shù)原理

• 統(tǒng)一的多模態(tài)大模型（MLLM）：ILLUME通過統(tǒng)一的“下一個token預(yù)測”公式，將視覺理解與生成能力整合到單一的大型語言模型中。
• 語義視覺分詞器：為了提升數(shù)據(jù)使用效率，ILLUME設(shè)計了一種語義視覺分詞器，該分詞器將圖像量化為離散的token，并嵌入語義信息，顯著加速了圖像與文本的對齊過程。
• 三階段訓(xùn)練流程：ILLUME采用漸進(jìn)式的多階段訓(xùn)練程序，包括視覺嵌入初始化、圖文對齊和多模態(tài)任務(wù)訓(xùn)練，有效減少了預(yù)訓(xùn)練所需數(shù)據(jù)量至15M，僅為傳統(tǒng)需求的四分之一。

ILLUME的項目地址

• arXiv技術(shù)論文：https://arxiv.org/pdf/2412.06673

ILLUME的應(yīng)用場景

• 視頻分析與動態(tài)場景識別：ILLUME模型的連續(xù)圖像輸入方式使其特別適合于視頻分析和動態(tài)場景識別，能夠捕捉圖像序列中的時間變化和空間關(guān)系，提供更加詳細(xì)和全面的分析結(jié)果。
• 醫(yī)療診斷：通過學(xué)量醫(yī)學(xué)影像和病歷文本數(shù)據(jù)，ILLUME能夠生成與實際病情相符的診斷圖像，為醫(yī)生提供支持，幫助其發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱含的深層次關(guān)系，為醫(yī)學(xué)研究開辟新思路。
• 自動駕駛：在自動駕駛系統(tǒng)中，ILLUME可處理來自攝像頭、雷達(dá)等多種傳感器的數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性，實時分析車輛周圍的動態(tài)情況，預(yù)測潛在風(fēng)險并及時采取措施。
• 智能客服：ILLUME通過協(xié)同處理用戶的語音和文本輸入，提供更個性化和精準(zhǔn)的服務(wù)，能夠根據(jù)用戶的情緒、語氣和問題內(nèi)容，生成更貼切的回復(fù)，提高用戶滿意度。
• 藝術(shù)創(chuàng)作：ILLUME能夠根據(jù)描述性文字生成多個不同的插圖選項，供藝術(shù)家選擇最合適的圖像，保持生成圖像的高度一致性和準(zhǔn)確性，為創(chuàng)作者提供無窮的靈感來源。