Advanced Multimodal AI

高级多模态可视化实验室

从视觉语言模型架构到 Any-to-Any 统一生成,从跨模态对齐损失到多模态推理链,深入解析多模态大模型的前沿技术与对齐机制。每个模块含可交互 SVG 演示。

DomainAI / Multimodal
Modules8
Accent#a78bfa violet
StackHTML / SVG / JS
Interactive Modules
视觉语言模型架构
01
Image Text ViTpatch embed TokenizerBPE Project LLMdecoder LLaVA / Qwen-VL · 视觉编码器 → 投影 → LLM

VLM 架构:视觉编码器(ViT)提取图像 token,经投影层(MLP/Q-Former)对齐到 LLM 词嵌入空间,与文本 token 一起送入 LLM 解码。LLaVA 简洁高效,Qwen-VL 支持高分辨率。

LLaVAQ-FormerCross-Attn
Any-to-Any 生成
02
Unifiedtokenizer Image Text Audio Video Any-to-Any · 任意模态输入 → 任意模态输出

Any-to-Any 统一模型(如 Chameleon、AnyGPT)将所有模态离散化为 token,用单一 Transformer 完成跨模态理解与生成。扩散模型(如 SD3)则统一文本/图像的连续生成,支持交错输出。

ChameleonAnyGPTDiscrete Tokens
统一多模态表征
03
"dog" img "dog" text "cat" img "car" text CLIP 对齐空间 · 语义近邻跨模态聚集

CLIP 通过对比学习将图文映射到同一空间,语义相近的跨模态样本聚集。ImageBind 进一步将 6 种模态对齐到图像锚点空间,实现零样本跨模态检索。

CLIPImageBindContrastive
跨模态对齐损失
04
相似度矩阵 (image×text) image text → InfoNCE 对角最大化

InfoNCE 损失最大化匹配图文对的相似度,最小化负样本对。温度参数 τ 控制分布锐度:τ 小聚焦硬负样本,τ 大更平滑。大批量负样本是对比学习性能关键。

InfoNCESymmetricHard Negatives
多模态推理链
05
IMG Perceive Ground Reason Answer 感知 → 定位 → 推理 → 答案

多模态思维链(CoT)将复杂问题分解为感知-定位-推理多步。视觉 CoT 在每步生成中间视觉证据,提升可解释性。Tree-of-Thought 扩展为树形搜索,增强规划能力。

Visual CoTToTGrounding
图文互检索
06
"a cat" img1 ✓ img2 img3 0.92 0.31 0.18 Text → Image 检索

基于 CLIP 共享空间的双向检索:文本查图、以图搜文、图图检索。重排序(fine-grained cross-encoder)提升精度。在电商、版权、医学影像检索等场景广泛应用。

Zero-shotRe-rankFine-grained
视频理解
07
Frames t1..t4 TemporalAttn LLM t1t3t5 VideoLLaMA / Video-LLaVA · 帧采样+时序建模

视频理解关键在时序建模:均匀/事件驱动采样抽帧,时空注意力捕捉动作演变。长视频用层次化记忆或分块摘要。Video-LLaVA、LongVA 等支持小时级视频问答与定位。

Video-LLaVALongVAEvent Sampling
多模态评估
08
人类相关性 → 基准得分 → VQA GQA MMBench MMMU MMMU-Pro

多模态评估涵盖感知、推理、知识、偏见多维度。MMMU 考察学科知识,MMBench 测多能力,MMMU-Pro 增加抗猜测难度。基准逐步逼近真实复杂场景,配合人工对齐评测。

MMMUMMBenchHallusionBench