模态生成器是什么?多模态大模型里负责输出图像和声音的组件
模态生成器(Modality Generator,MG)是多模态学习系统中负责生成不同模态输出的关键组件,它的主要作用是生成文字以外的内容,比如图像、视频或音频。这个术语常出现在对多模态大语言模型(MM-LLM)架构的综述和研究中。
多模态大模型的五个部分
一种常见的多模态大模型架构,可以分成五个组成部分。模态编码器(Modality Encoder,ME):把图片、音频、视频等输入转换成特征,比如用视觉 Transformer 编码图像、用音频编码器编码声音。输入投影器(Input Projector):把编码器输出的特征转换到大语言模型能理解的表示空间中,和文字的表示对齐。大语言模型主干(LLM Backbone):整个系统的“大脑”,负责理解多模态的输入、进行推理,并决定输出什么。输出投影器(Output Projector):如果需要输出图像、音频等非文本内容,就把大语言模型输出的特殊表示,转换成生成器能理解的条件信号。模态生成器:根据这些条件信号,实际生成出图像、视频或音频。
只能“看懂”多模态内容、但只输出文字的模型,比如很多视觉问答模型,只需要前三个部分。而要让模型既能理解又能生成多种模态的内容,比如“根据这段描述画一张图”“给这段视频配上背景音乐”,就需要输出投影器和模态生成器。
常用的生成器
模态生成器通常使用现成的、预训练好的生成模型。生成图像常用 Stable Diffusion 等潜空间扩散模型;生成视频常用视频扩散模型;生成音频则用 AudioLDM 等音频生成模型。在这类架构中,大语言模型输出的不是像素或波形,而是一组表示“要生成什么”的向量,经过输出投影器转换后,作为扩散模型的条件输入,替代原本由文字编码器提供的条件。训练时,往往只需要训练投影器等少量的参数,让大语言模型的输出和生成器的条件空间对齐,而模态生成器本身通常保持冻结。NExT-GPT 等研究就采用了这种设计,实现了文本、图像、视频、音频之间任意的输入和输出组合。
另一条路线
除了这种“大语言模型加外接生成器”的组合式设计,还有一条原生多模态的路线:把图像、音频也变成离散的 token,由同一个模型直接生成,不需要单独的模态生成器,比如 Meta 的 Chameleon,以及很多新一代能原生生成图像的大模型。两种路线各有优劣,前者可以复用强大的现成生成模型、训练成本低,后者更统一、各模态之间的融合更紧密。