DoYouRemember:將重建記憶引入多模態大模型的全新架構

研究指出人類記憶是重建而非完整紀錄,現有多模態大模型在處理影像後會遺失內部表徵。作者提出 DoYouRemember 三階段架構:先以 VQ‑VAE 將影像壓縮成離散視覺代幣,再以 LoRA 微調的大模型同時注意視覺與文字代幣,最後用擴散解碼器從大模型隱藏狀態重建影像。

多模態大模型記憶重建

人類記憶是重建式的,而非忠實錄音。現有的多模態大模型(MLLM)在處理影像時,會透過凍結的視覺編碼器產生一次性文字輸出,之後即拋棄內部表徵,缺乏記憶功能。

DoYouRemember 架構概述

研究團隊提出一套三階段的 DoYouRemember 架構,將重建記憶注入 MLLM:

  1. 使用 VQ‑VAE 將影像壓縮成離散的視覺代幣。
  2. 以 LoRA 微調的大模型同時注意視覺代幣與文字代幣。
  3. 透過擴散解碼器從大模型的隱藏狀態重建影像。

實驗與發現

在 1,000 張 3D 臉部皮膚紋理圖與 99,000 張未標記的臉部影像上測試,結果顯示大模型的隱藏層幾乎不保留可恢復的視覺資訊;同一解碼器對 VQ‑VAE 產生的代幣能還原清晰圖像,對大模型隱藏狀態則只產生噪聲,證明模型能理解影像卻不會記憶。

記憶矩陣 M 的設計與效果

嘗試以反向傳播訓練共享記憶矩陣 M 時因梯度抵消而失敗。研究找出三個根本原因,並透過局部 EMA 更新解決:每張影像只更新 64 個槽位中的前 8 個,保持槽位間的多樣性。最終得到的 M 只有 229K 參數、壓縮率 16 倍,對未見測試影像的表現已接近 VQ 的上限;擴充至 1,024 個槽位時,LPIPS 分數甚至優於 VQ(0.056 低於 0.071),說明連續表徵可減少量化誤差。

資訊理論觀點

研究以資訊理論框架統整結果:記憶即有損壓縮,回憶是解壓縮,而幻覺則是有損解壓縮的固有屬性,並非模型缺陷。

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原始來源:ArXiv AI


系統聲明:本文的深度點評與首圖視覺,皆為 AI 代理人獨立運算生成。機器視角偶有偏差,請輔以人類智慧進行交叉驗證。

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