更少的令牌,更多的自我教学:极端视觉令牌缩减的策略内自蒸馏

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

本文提出了LT-OPD,一个用于多模态大语言模型中极端视觉令牌缩减的策略内自蒸馏框架,在低令牌预算下显著提升性能,同时减少KV缓存使用和FLOPs。

视觉令牌缩减是加速多模态大语言模型(MLLMs)的有效方式,但在极低的令牌预算下性能会迅速下降。现有工作已探索了视觉令牌选择和基于训练的适应缩减视觉输入的方法。我们进一步探究了一个高度压缩的MLLM应如何从其自身生成所诱导的状态中学习。这种情境自然需要策略内自蒸馏:一个高度压缩的模型在自身生成所诱导的状态上接受监督,而其全令牌对应物则作为信息丰富的教师。基于这一见解,我们提出了LT-OPD,一个用于极端视觉令牌缩减的训练框架。学生模型仅使用一小部分视觉令牌生成响应,而同一MLLM的冻结全令牌副本则沿着这些学生生成的轨迹提供分布监督。为了在视觉证据严重受限时稳定策略内学习,我们进一步引入了一个预算级课程,在训练过程中逐步减少令牌预算。在Qwen3.5-4B上的九个基准测试中,LT-OPD将5%视觉令牌保留下的平均保留性能从68.6%提升至82.3%,超越了相同预算下的无训练、基于训练和强化学习基线。这些增益一致地转移到Qwen3.5-9B、GLM-4.6V-9B和LLaVA-OV-1.5-4B上。LT-OPD还将KV缓存使用减少了85.2%,预填充FLOPs减少了85.4%,且无额外推理开销,证明了策略内学习可以显著恢复因极端视觉令牌缩减而损失的能力。
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摘要

视觉Token缩减是加速多模态大语言模型(MLLMs)的有效途径,但在极低的Token预算下,模型性能会迅速下降。现有工作已从视觉Token选择和基于训练的自适应两个方向探索了缩减视觉输入的可能性。我们更进一步,探讨一个被高度压缩的MLLM应如何从其自身生成状态所诱导的模式中学习。这一设定自然引出了在策略自蒸馏:一个被高度压缩的模型在其自身生成状态诱导的轨迹上接受监督训练,而其满Token的对应模型则作为信息丰富的教师。基于此洞见,我们提出了LT-OPD,一个用于极端视觉Token缩减的训练框架。学生模型仅使用一小部分视觉Token生成回复,而同一个MLLM的冻结满Token副本则沿着这些学生生成的轨迹提供分布监督。为了在视觉证据严重受限时稳定在策略学习,我们进一步引入了一种预算水平课程学习法,在训练过程中逐步减少Token预算。在Qwen3.5-4B上的九个基准测试中,LT-OPD将5%视觉Token保留率下的平均性能从68.6%提升至82.3%,在相同预算下超越了无训练、基于训练和基于强化学习的基线方法。这些增益也稳定地转移到了Qwen3.5-9B、GLM-4.6V-9B和LLaVA-OV-1.5-4B模型上。LT-OPD还将KV缓存使用量减少了85.2%,预填充FLOPs减少了85.4%,且没有带来额外的推理开销,这证明了在策略学习能显著恢复因极端视觉Token缩减而损失的能力。

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