人工智能导论 第 5 章 · 第八节
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第 5 章 人工智能生成内容与大模型 · 第八节

多模态的训练与推理

分阶段怎样训练,用的时候怎样又准又快
本 节 知 识 点
  1. 69训练策略体系
  2. 70渐进式多阶段训练
  3. 71数据质量优化
  4. 72偏好对齐与奖励建模
  5. 73推理方法:准、稳、快的平衡
  6. 74快思维与慢思维
  7. 75过程监督:给每一步打分
  8. 76无参推理优化:关键帧与空间提示
  9. 77系统级效率优化与流式推理
69
第 5 章 · 第八节

训练策略体系

从看懂信号到答得可靠,训练分成几步走。

第 69 页课件

重 点四个阶段

预训练用海量图文、声音、视频学会基本的看和听。指令微调学会按要求回答。偏好对齐让回答更有帮助、更安全、和图片对得上。部署优化让模型用起来更省、更快。

知道更多下面的三条主线

时间上分阶段一步步训练,数据上挑出高质量的样本,目标上让回答符合人的偏好、少出幻觉。后面三页分别讲这三条。部署优化里的量化,第 4 章讲模型轻量化时介绍过。

70
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渐进式多阶段训练

先搭好“看”和“听”的桥,再一起练,最后专练长内容。

第 70 页 渐进式多阶段训练

三个阶段,一步步放开

阶段 1 感知对齐语言模型(冻结)连接层视觉与音频编码器先搭好“看”和“听”的桥阶段 2 联合训练语言模型连接层视觉与音频编码器全部参数一起练阶段 3 长内容语言模型连接层视觉与音频编码器专练长视频、长音频(数据换成长内容)这一阶段在调参数冻结:参数不动
冻结,就是训练时让这部分的参数保持不动。语言模型已经学得很好,一开始就跟着改,容易把原来的本事改坏。所以第一阶段只训练编码器和连接层,让它们先和语言模型对上。
  • 阶段 1 决定看和听稳不稳。
  • 阶段 2 用文字、图片、视频、声音混合的数据一起训练,决定模型的通用性。
  • 阶段 3 专门用长视频、长音频、多页文档来练,让模型能理解很长的内容。

关键术语

冻结Freeze
训练时固定一部分参数,只调整其余部分。

打个比方

给一台好电脑加装摄像头。先装好驱动、调通摄像头,不去动系统本身。等摄像头能正常用了,再整体优化。

随堂练习

第一阶段为什么要冻结语言模型?

  1. 语言模型太小,不值得训练
  2. 防止把语言模型已经学会的本事改坏
  3. 冻结以后模型就能看懂视频
  4. 冻结可以让图片变清晰
查看答案
答案 B。语言模型已经训练得很好,编码器和连接层却还没和它对上。先只训练这两部分,把接口对好,就不会连累原来的语言能力。
71
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数据质量优化

从拼命堆数据,走向挑出好数据来用。

第 71 页 数据质量优化:从堆数据走向用好数据

这些图文对,哪些该留

图片内容配的文字问题怎么处理
一只猫趴在沙发上一只狗在草地上奔跑图文不匹配删掉
同一张风景照重复出现了 500 次重复样本只留一份
一张商品照片这是一张图片套话,没有信息降低权重
一张海边照片今天心情很好关系很弱降低权重
质量评估:用一个模型给每一对图文打“匹配分”,再看它能提供多少新信息。分高的多用,分低的少用或不用。
图文不匹配危害最大。模型把猫当成狗学进去,以后看着图就可能说错,这是多模态幻觉的来源之一。

关键术语

动态重加权Dynamic Reweighting
训练时按每个样本的好坏调整它的分量,好样本多练,差样本少练或不练。

重 点越来越看重质量

模型越大,越容易把数据里的错误也一起记住。同样的算力,喂干净的数据,训出来的模型往往更强。

打个比方

复习时做一百道答案错漏百出的练习题,不如做二十道答案准确、题型全面的好题。

72
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偏好对齐与奖励建模

从“能回答”提升到“答得让人愿意采纳”。

第 72 页课件

重 点多模态多了一项检查

图里是两只猫在睡觉。回答 A 说“两只猫在睡觉”,回答 B 说“两只猫和一只狗在玩”。B 说出了图里没有的狗,奖励模型要给它低分。这样训练,能减少看着图说瞎话。

知道更多和第 56 页是同一个思路

流程还是“生成几个候选回答,奖励模型打分,按分数调整模型”。区别在于打分时,除了看回答有没有帮助,还要看它和图片、视频的内容对不对得上。

关键术语

多模态幻觉Multimodal Hallucination
模型描述了图片或视频里根本没有的东西。
73
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推理方法:准、稳、快的平衡

模型训练好以后,还要让它答得准、稳、快。

第 73 页课件

关键术语

推理Inference
这里指模型训练好以后被拿来使用、给出回答的过程。和“逻辑推理”里的推理意思不同。

重 点四个方向

快慢思维按题目难度分配算力。过程监督给中间每一步打分。提示优化(第 76 页叫无参推理优化)不改模型,只改输入的组织方式。流式推理让第一个字尽早出来。后面四页各讲一个。

打个比方

开一家餐馆,菜好吃只是基本要求。上菜快、成本可控、厨房天天都能这样运转,店才开得下去。

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快思维与慢思维

简单的题马上答,难的题慢慢想。

第 74 页课件

重 点怎么分工

认出图里有一只狗,用快思维,马上就能答。分析一张复杂的统计图、判断路口会不会出事故,要用慢思维,一步步观察、推理、检查。

知道更多名字的来历

心理学家丹尼尔·卡尼曼在《思考,快与慢》一书中,把人的思考分成快而凭直觉的“系统 1”和慢而费力的“系统 2”。这里借用了这个说法。

随堂练习

下面哪个问题更需要慢思维?

  1. 图里有没有猫
  2. 这张照片是白天还是晚上
  3. 根据这张折线图,哪一年增长最快,原因可能是什么
  4. 这句话是中文还是英文
查看答案
答案 C。看折线图找出增长最快的年份,还要推测原因,需要多步观察和推理。其余几个问题看一眼就能回答,用快思维就够了。
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过程监督:给每一步打分

不光看答案对不对,还检查每一步推得对不对。

第 75 页 过程监督:细粒度评估推理链

答案对了,过程却错了

题目:买 3 支笔,每支 4 元,再买 2 本本子,每本 5 元,一共多少钱?

步骤模型写的只看答案过程监督
第 1 步3 支笔:3 × 4 = 10 元不检查错
第 2 步2 本本子:2 × 5 = 12 元不检查错
第 3 步10 + 12 = 22 元22 元,判对前两步都错,答案是凑巧对的
正确的算法是 12 + 10 = 22 元。两处错误恰好抵消,只看答案会把这个过程当成对的。过程奖励模型给每一步单独打分,错在哪一步一清二楚。
读题看文字、
看图表
→
写一步写出一步
推理
→
逐步打分判断这一步
对不对
→
修正或继续错了就改,
对了往下写

关键术语

过程奖励模型Process Reward Model, PRM
给推理过程中的每一步单独打分的模型。

打个比方

数学老师改作业不光看最后的数。学生两处算错恰好抵消,最后的数是对的,只看结果会给满分,看了步骤才知道错在哪。

随堂练习

只看最终答案来打分,最大的漏洞是什么?

  1. 算得太慢
  2. 答案太短
  3. 没法给文字题打分
  4. 凑巧答对的错误过程也会被当成对的
查看答案
答案 D。左边的例子里,两处错误恰好抵消,答案 22 元是对的。只看答案会给满分,给每一步打分才能发现前两步都错了。
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无参推理优化:关键帧与空间提示

不改模型的参数,只把输入整理得更清楚。

第 76 页 无参推理优化:关键帧与空间提示

不改模型,只改喂给它的东西

123原来的图加上编号框问:“杯子在书的哪一边?”问:“1 号在 2 号的哪一边?”
挑关键帧

从一段视频里挑出画面变化大的几帧。和每隔几秒平均取一帧相比,重要的瞬间更不容易漏掉。

加空间提示

在图上画框、标号,或者画出物体移动的轨迹。模型回答“谁在谁左边”“它往哪走了”这类问题会更准。

不用重新训练,也不用换模型,改的只是输入的组织方式,所以成本很低。

重 点适合什么场合

室内导航、路线规划、按时间顺序提问、机器人干活,都要弄清东西在哪里、往哪里动。这些任务最能从空间提示里得到帮助。

打个比方

给人指路时,说“往那边走”和说“出门左转,走两百米过红绿灯”,对方走对的机会完全不同。路还是那条路,差别只在怎么说。

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系统级效率优化与流式推理

用户觉得快不快,主要看第一个字多久出来。

第 77 页 系统级效率优化与流式推理

让第一个字早点出来

全部生成完再播放播放 10 秒等了 4 秒才听到第一个字边生成边播放播放 10 秒0.3 秒后就听到第一个字0 秒5 秒10 秒15 秒等待
分块预填充

很长的输入拆成几块分批读入,和生成回答的工作交替进行,机器不会被一大段输入堵住。

多码本流式生成

每一小段声音用几层编码来表示,第一层记个大概,后面几层逐层补细节。一小段的编码生成完就能播放。

图中的秒数只是示意,不同系统差别很大。

关键术语

首词元延迟Time To First Token, TTFT
从发出问题到收到第一个词元所用的时间。

重 点为什么盯着第一个字

语音助手、车载系统、机器人都在和人实时交流。播放的内容一样长,0.3 秒就开口的助手,比沉默 4 秒再开口的助手用起来顺畅得多。

知道更多这一章讲了什么

这一章从生成式 AI 的基本概念讲起,认识了四种生成方法,又讲了大语言模型怎样搭、怎样训、怎样用,最后讲到能看、能听、能动手的多模态大模型。下一章讲智能体系统,让模型自己规划、调用工具,把一件事从头办到尾。

保山学院·人工智能教研室·曹鼎鼎