VPRune提出免训练视觉Token剪枝框架,优化大模型推理

论文AI 评分 65/100arXiv cs.AI待复核
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针对大视觉语言模型推理成本高的问题,VPRune提出免训练的Pre-LLM剪枝框架。该工作指出激进Token缩减导致性能下降的三个因素:文本引导选择偏差、丢弃Token的信息丢失及序列紧缩引发的位置失真。VPRune通过纯视觉多样性选择、相似度引导Token回收及保位置恢复来应对。在FastVLM-1.5B的测试中,其精度与压缩权衡表现佳,激进压缩下优势显著。边缘设备评估表明,该方法在保持任务性能的同时降低了端到端推理延迟,适用于资源受限部署。

全文梳理

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三个退化来源

VPRune 的出发点是对视觉 token 剪枝为何损伤性能的归因。作者把激进压缩下的性能下滑拆成三条线索:一是选择环节受文本引导而产生的偏向,二是被丢弃 token 所承载信息的流失,三是序列被压缩后位置关系发生的扭曲。这三条并非并列的工程细节,而是分别对应剪枝流程中的挑选、丢弃与重排三个动作,因此后续方法也按这三处逐一给出对策。论文以 FastVLM-1.5B 为实验对象,在多个视觉语言基准上观察准确率与压缩率之间的取舍关系。

三步框架的构成

对应上述三点,VPRune 由三个部件组成:仅依赖视觉信息的多样性选择、以相似度为引导的 token 回收,以及保持位置的还原操作。选择阶段不引入文本信号,从而避开文本引导带来的偏向;回收阶段把原本要丢弃的 token 以相似度为依据重新利用,减少信息流失;还原阶段则处理序列压缩造成的位置错位。整套流程不需要额外训练,且作用位置在送入大语言模型之前,属于前置剪枝。作者在摘要中将其概括为无需训练的 pre-LLM 剪枝框架。

压缩越激进优势越明显

实验在 FastVLM-1.5B 上跨多个视觉语言基准展开,结果显示 VPRune 在准确率与压缩程度之间取得了较好的平衡,并且在压缩力度较大时优势更为突出。这一现象与它的设计取向一致:文本引导偏向、丢弃信息损失与位置扭曲,恰恰是在大幅削减 token 时才会被放大,因此针对这三点的处理在激进压缩区间收益更明显。材料未给出具体的压缩比例与各基准的分数,可确认的只是趋势层面的结论。

边缘设备上的端到端时延

除基准测试外,作者还在边缘设备上做了评估,VPRune 在保持较好任务表现的同时降低了端到端推理时延,被作者视为面向资源受限场景部署视觉语言模型的一种可行路径。对关注推理成本的读者而言,这意味着剪枝的收益不只体现在 token 数量上,也体现在实际硬件的响应时间上;而由于方法不需要训练,接入时不必改动模型权重,只需在视觉编码与语言模型之间插入剪枝环节。材料未披露所用边缘设备的具体型号与加速幅度。

为什么值得看

免训练即可大幅压缩视觉Token并保持精度,对边缘设备部署大视觉语言模型极具实用价值。

大模型

信源1 家

  1. [1]arXiv cs.AI一手信源VPRune: Efficient Training-free Pre-LLM Visual Token Pruning

关键事实

  • VPRune是一个免训练的Pre-LLM视觉Token剪枝框架[1]

  • 激进Token缩减导致性能下降的三个因素为文本引导选择偏差、信息丢失和位置失真[1]

  • VPRune包含纯视觉多样性选择、相似度引导Token回收和保位置恢复三个组件[1]

  • 在FastVLM-1.5B及边缘设备上验证了其精度-压缩权衡与低延迟部署效果[1]

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