视觉-语言模型(VLM)是机器学习系统,旨在同时处理和理解视觉数据(如图像或视频)和文本数据。这些模型学习对齐来自这两种模态的信息,从而支持需要跨视觉和语言进行推理的任务。例如,VLM 可以生成图像的文本描述,回答有关视觉内容的问题,或根据文本查询检索相关的图像。在架构上,VLM 通常结合了计算机视觉(例如,卷积神经网络或视觉 Transformer)和自然语言处理(例如,基于 Transformer 的语言模型)的组件,并带有融合这些表示的机制。
VLM 通常使用大型配对图像-文本数据集进行训练,例如带有标题的照片或带有相应说明的屏幕截图。在训练过程中,模型学习将视觉模式与语言概念关联起来。例如,VLM 可能学习到短语“红苹果”对应于图像中的圆形红色物体。流行的例子包括 CLIP(对比语言-图像预训练)等模型,它将图像和文本映射到一个共享的嵌入空间,从而允许两者之间进行直接比较。另一个例子是 Flamingo,它处理交替出现的图像和文本序列,用于对话式交互。训练目标通常包括对比损失(匹配正确的图像-文本对)或生成任务(根据图像预测文本,反之亦然)。
对于开发者而言,VLM 通过 API 或开源库提供了实用的工具。例如,OpenAI 的 CLIP 可以通过 Python 集成,无需特定任务训练即可构建图像分类系统——使用文本提示作为分类器。Hugging Face 的 Transformers 库提供了 BLIP-2 等模型的实现,用于图像字幕生成或视觉问答。挑战包括计算成本(VLM 通常需要 GPU 进行推理)和数据集偏差,因为模型继承了训练数据的局限性。在特定领域数据(例如,带有报告的医学影像)上对预训练 VLM 进行微调是提高性能的常见做法。在生产环境中部署这些系统时,伦理考量,例如减轻有偏见的输出,也需要注意。