0. 端侧基础大模型全景指南:从CLIP到LLAVA

1. 入门指南:快速上手端侧大模型

近年来,随着人工智能技术的飞速发展,各种功能强大的端侧基础模型(Foundation Models)层出不穷。这些模型能够在设备端直接运行,无需依赖云端处理,为各种应用场景提供了灵活且高效的解决方案。本文将为您全面介绍当前主流的端侧基础大模型,包括它们的核心任务、实现代码以及效果展示,帮助您快速了解并上手这些强大的工具。在深入了解各种端侧大模型之前,让我们先建立一个通用的开发环境和工作流程,帮助初学者快速入门。

1.1 环境配置

首先,建立一个基础的Python环境:

1.2 模型选择指南

根据您的应用场景选择合适的模型:

应用需求 推荐模型 特点
图像分类与检索 CLIP 或 SigLIP 零样本能力强,适合图文匹配
图像描述生成 BLIP 或 InstructBLIP 生成自然流畅的图像描述
视觉问答系统 BLIP、LLAVA 或 CogVLM 理解图像并回答相关问题
精确物体分割 SAM 或 SAV 交互式、高精度分割
文本引导检测 Grounding DINO 用自然语言定位目标
文本引导分割 Grounded-SAM 结合检测和分割能力
通用视觉任务 DINO 或 DINO-v2 自监督学习,特征提取强
多模态对话 MiniGPT-4、Flamingo 或 mPLUG-Owl 自然多轮对话,复杂视觉理解
中文多模态应用 MiniCPT 针对中文场景优化

1.3 硬件要求参考

模型 最低配置 推荐配置 移动设备支持
CLIP 4GB GPU/8GB RAM 8GB GPU/16GB RAM 支持(优化版)
BLIP 8GB GPU/16GB RAM 12GB GPU/32GB RAM 有限支持
DINO/DINO-v2 4GB GPU/8GB RAM 8GB GPU/16GB RAM 支持
SAM 8GB GPU/16GB RAM 12GB GPU/32GB RAM 支持(MobileSAM)
SAV 10GB GPU/16GB RAM 16GB GPU/32GB RAM 有限支持
Grounding DINO 8GB GPU/16GB RAM 12GB GPU/32GB RAM 有限支持
SigLIP 4GB GPU/8GB RAM 8GB GPU/16GB RAM 支持
LLAVA 16GB GPU/32GB RAM 24GB+ GPU/64GB RAM 需要特殊优化
Flamingo 24GB GPU/32GB RAM 40GB+ GPU/64GB RAM 难以支持
MiniCPT 8GB GPU/16GB RAM 12GB GPU/32GB RAM 支持(优化版)
InstructBLIP 12GB GPU/16GB RAM 24GB+ GPU/32GB RAM 有限支持
mPLUG-Owl 16GB GPU/32GB RAM 24GB+ GPU/64GB RAM 需要特殊优化
MiniGPT-4 16GB GPU/32GB RAM 24GB+ GPU/64GB RAM 需要特殊优化
CogVLM 16GB GPU/32GB RAM 24GB+ GPU/64GB RAM 需要特殊优化

2. CLIP (Contrastive Language-Image Pre-training)

2.1 核心任务与原理

CLIP由OpenAI于2021年发布,是一个革命性的多模态预训练模型,它通过对比学习方法将图像和文本映射到同一特征空间。CLIP同时训练两个编码器:图像编码器(基于Vision Transformer或ResNet)和文本编码器(基于Transformer),使用对比损失函数使配对的图像和文本表示相似,而非配对的表示相互远离。

2.2 技术优势与关键特点

  • 零样本识别能力:无需针对特定任务微调,可直接应用于新的分类任务
  • 强大的泛化性:在未见过的数据分布上表现良好
  • 多任务适应性:除图像分类外,还可用于图文检索、图像搜索等任务
  • 开放词汇理解:能理解训练中未出现的概念和描述

2.3 工作流程

  1. 训练阶段:使用大规模图文对数据集(如4亿对),训练模型学习图像和文本的共同嵌入空间
  2. 推理阶段
    • 将目标类别转换为文本描述(如"a photo of a {category}")
    • 计算图像与每个类别描述的相似度
    • 选择相似度最高的类别作为预测结果

2.4 实际应用场景

  • 零样本图像分类:无需额外训练识别新类别
  • 图文检索:根据文本描述查找相关图像,或根据图像生成描述
  • 视觉问答系统:结合其他模型回答关于图像的问题
  • 创意内容生成:与生成模型结合创建特定风格的图像
  • 图像搜索引擎:提升基于文本的图像搜索质量

2.5 详细实现代码

点击链接端侧基础大模型全景指南:从CLIP到VLM(一)阅读原文

Logo

有“AI”的1024 = 2048,欢迎大家加入2048 AI社区

更多推荐