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标题: 革新多模态AI:通过Qwen2.5 Omni的实时处理增强类人互动 [打印本页]

作者: 链载Ai    时间: 3 小时前
标题: 革新多模态AI:通过Qwen2.5 Omni的实时处理增强类人互动

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;padding-left: 8px;color: rgb(63, 63, 63);">Qwen2.5-Omni:一种多模态模型

Qwen2.5-Omni 是一种端到端的多模态模型,旨在感知多种模态,包括文本、图像、音频和视频…

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 16px;color: rgb(63, 63, 63);">预览图ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 16px;margin: 0.1em auto 0.5em;border-radius: 4px;" title="null"/>

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 16px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">人类通过多种感官体验世界。我们无缝地融合所见所闻,处理这些信息,并通过口头语言、书面文本或行动作出反应。多年来,人工智能(AI)一直努力复制这种整体理解和互动。我们看到强大的大型语言模型(LLMs)掌握文本,令人印象深刻的模型生成图像,还有一些模型转录语音。但真正流畅的人类互动需要将所有这些模态——视觉、听觉、推理、口语和书写——整合在一个能够实时处理的统一系统中。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 16px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">想象一下一个AI助手,你可以与之进行自然流畅的对话,边讨论视频的音频内容边展示视频,要求它描述你刚拍摄的图像,收到的回应不仅是文本,还包括自然听起来的语音,所有这一切几乎瞬间发生。这一直是多模态AI的圣杯。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 16px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">引入ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: inherit;color: rgb(15, 76, 129);">Qwen2.5-Omni,这是阿里巴巴集团Qwen团队开发的一种突破性模型。它不仅仅是另一个多模态模型;它从根本上设计为全模态,能够同时感知丰富的输入——文本、图像、音频和视频。更令人印象深刻的是,它以流式方式生成响应,实时提供文本和自然的人类语音。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 16px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">这不仅仅是一次渐进式更新;Qwen2.5-Omni代表了朝着与我们以我们自己的方式互动的AI迈出的重要一步,处理世界的方式与我们类似。在这次深入探讨中,我们将探索Qwen2.5-Omni的工作原理,剖析其创新架构,理解它如何处理时间和流数据的复杂性,检查其卓越的性能,并讨论其潜在影响。

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;color: rgb(15, 76, 129);">Qwen2.5-Omni的不同之处是什么?全模态梦想

ingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif;font-size: 16px;letter-spacing: 0.1em;color: rgb(63, 63, 63);">“多模态AI”这个术语已经存在一段时间,通常指处理两种模态的模型,通常是文本和图像(如GPT-4V或原始Qwen-VL)。一些模型尝试涉及音频或视频,但通常将这些模态孤立处理或需要单独的处理步骤。真正的挑战在于创建一个能够:

  1. 1.同时感知多种模态:在单一上下文中理解视觉、声音和文本之间的相互作用(例如,理解视频中的对话和动作)。
  2. 2.实时处理信息:处理实时输入,如直播音频或视频流,而没有显著的延迟。
  3. 3.流式生成多种**输出类型:在输入展开时同时生成文本和自然语音,实现实时对话。
  4. 4.真正的端到端:将感知、推理和生成整合到一个统一的模型架构中进行联合训练。
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Qwen2.5-Omni 直面这些挑战。其“全模态”特性意味着它旨在同时接收文本、独立图像、音频片段和视频(包括其音轨)。这超越了简单的模态对,朝着更全面的感官输入系统发展。

想象一下之前的多模态AI,就像在手机上有多个独立的应用:一个用于文本,一个用于图像,一个用于音频。Qwen2.5-Omni更像是一个集成操作系统,这些感官无缝地协同工作。

使Qwen2.5-Omni与众不同的关键因素:

这些能力使我们更接近于一种AI,它不仅仅处理数据,而是以一种显著更自然和直观的方式体验和与信息互动。

发人深省的问题:除了聊天机器人和语音助手,真正理解并实时响应同时的视频、音频和文本流的AI可能会产生什么新颖的应用?

引擎底层:Thinker-Talker 架构

那么,Qwen2.5-Omni 是如何管理这一复杂的平衡行为的呢?核心创新在于其Thinker-Talker 架构,这一设计灵感来源于人类认知思维与语言表达的分离。

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想象一下你的大脑在形成一个回应(“Thinker”),然后你的发声系统将这个想法转化为口头语言(“Talker”)。Qwen2.5-Omni 正是如此:

1. Thinker:这是操作的“大脑”。它本质上是一个强大的大型语言模型(基于 Qwen2.5 LLM 架构),负责:

2. Talker:这就像“发声系统”。它是一个专门的双轨自回归 Transformer 模型,专门设计用于以流式方式生成语音标记。关键部分在于:

端到端训练:重要的是,Thinker 和 Talker 并不是分别训练后再拼接在一起的。它们是一个单一、连贯模型的一部分,联合训练。这确保了 Thinker 学会生成对 Talker 有用的表示,而 Talker 学会有效地解读 Thinker 的内部“思想”以生成适当的语音。这避免了在单独的文本生成和文本转语音模块之间可能累积的错误。

这种分工——Thinker 负责认知和文本,Talker 负责基于深层认知上下文的语音合成——使得 Qwen2.5-Omni 能够有效地处理两种输出模态而不互相干扰,同时生成高度自然和上下文感知的语音。

交织时间:TMRoPE 和流式输入

处理现实世界数据,尤其是视频时,最大的障碍之一是处理时间。事件是顺序发生的,视觉动作与伴随音频之间的关系对于理解至关重要。此外,对于实时互动,模型不能等待处理整个一个小时的视频;它需要高效地处理输入数据流。

Qwen2.5-Omni 引入了巧妙的解决方案来实现时间同步和流式输入处理。

1. 使用 TMRoPE 同步模态:

传统的 Transformer 中的位置信息编码(如 RoPE — Rotary Position Embedding)主要跟踪标记的序列顺序。这在文本中效果良好,但在视频的多维特性(时间、高度、宽度)和需要与音频精确对齐方面存在困难。

Qwen2.5-Omni 提出了TMRoPE(时间对齐多模态 RoPE)。它扩展了位置信息编码的概念,以显式表示三个维度:

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TMRoPE 处理时间维度对于视频和音频的魔力在于:

可以把 TMRoPE 想象成为模型接收到的每一条视觉和听觉信息添加精确的、同步的时间戳,从而使其能够构建事件的连贯时间线。

2. 使用块级处理处理流式输入:

为了实现实时互动并处理可能非常长的输入(如监控实时馈送),Qwen2.5-Omni 不能等待一次性处理整个输入流。它在输入编码器中采用了块级处理

这类似于逐章阅读一本书,在理解每一章后再转向下一章,而不是试图将整本书一次性加载到工作记忆中。这使得处理长时间连续流变得可行且高效。

3. 时间交错策略:

为了进一步增强同步音频和视频的处理,Qwen2.5-Omni采用了一种时间交错方法。在每个处理块(例如,2秒)内,它安排处理后的标记,使该块的所有视觉标记首先出现,随后是相同块的所有音频标记。这种在时间块内的结构化安排有助于思考者的注意机制有效融合对应同一时间窗口的两种模态的信息。

结合TMRoPE和块级处理,Qwen2.5-Omni能够准确感知现实世界的时间动态,并高效处理连续的多模态信息流,为实时互动奠定基础。

引人深思的问题:TMRoPE引入了明确的时间编码。这个概念如何适应或对其他涉及复杂时间序列数据的AI任务(如金融建模或科学模拟分析)产生益处?

实时对话:流式输出

理解流式输入只是无缝互动的一半。模型还需要实时响应,理想情况下在用户说完话或输入事件发生后,能够以最小延迟生成文本和自然语音。这就是说话者架构和专业解码策略的亮点所在。

如前所述,说话者从思考者那里接收丰富的上下文信息(隐藏状态),使其能够预测并生成语音标记(在整个文本响应最终确定之前)。但将这些离散的音频标记高效地转换为实际的音频波形流又是另一个挑战。

Qwen2.5-Omni采用了流式编解码器生成机制:

  1. 1.流匹配DiT模型:它使用基于流匹配的DiT(扩散变换器)模型,而不是传统方法,将说话者的音频标记转换为梅尔谱图(音频频率内容随时间的表示)。扩散模型以高保真生成而闻名。
  2. 2.滑动窗口注意力:为了实现流式处理并减少初始延迟,该DiT模型使用滑动窗口块注意力机制。在为当前音频标记块生成梅尔谱图时,模型只关注:





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