多模态 Transformer 中的令牌拆分:注意力何时保留表示的贡献

24 十月 20261 视图

这项研究探讨了在保留内容、位置、可见上下文和总质量的情况下,将输入表示拆分为更多元素何时不会改变其贡献。对于局部质量乘数单调不减的正注意力核,只有当该乘数为线性函数时,才能实现不变性;在 Qwen2.5-Omni-7B 和视频基准测试中,质量加权可减少压缩过程中的漂移并提高准确率。

多模态 Transformer 中的令牌拆分:注意力何时保留表示的贡献

细化对称性:它检验什么

注意力权重的数量取决于 token 数量。信号表示方式的变化会改变这个数量。因此,输入的细分会影响注意力机制。

论文《Refinement Symmetry in Multimodal Transformers》(Yuhao Du、Shunian Chen)于 2026 年 9 月 26 日提交。论文提出了细化对称性,将其作为贡献保持条件。

如果以下四项性质都得到保留,表示的拆分就能保持贡献:

  • 内容;
  • 位置;
  • 可见上下文;
  • 总质量。

实用标准:改变 token 切分方式之前,先检查这四项性质。任何一项丢失,都意味着贡献不再有保证。

局部质量因子的线性

作者基于比例注意力和求积注意力展开论述。他们得出结论:要实现对拆分的不变性,局部质量因子必须是线性的。该条件对任意固定的正注意力核都成立。此外,该因子不会递减。

由此可得出三项检查:

  • 非线性因子会在细分时改变贡献;
  • 线性因子可以保持贡献;
  • 单调不减性会缩小可接受方案的范围。

实用标准:细分之前,先检查加权方案是否线性。非线性意味着结果会发生变化。

物理耦合与注意力误差边界

对于经过变换的表示,物理耦合能够限制注意力误差。该界限区分了两个来源:

  • 特征变化;
  • 权重重新分配。

实用标准:分别分析这两个来源。这样就能看出应该调整特征还是权重。

在 Qwen2.5-Omni-7B 上的验证:MVBench 答案

在 Qwen2.5-Omni-7B 中,将一半视觉 token 的数量增加至三倍,会导致 MVBench 上 3,586 个答案中的 255 个发生变化。这是标准注意力下的结果。按测度加权则能保留每个答案,同时保持可见性相当。

方案发生变化的答案可见性
标准注意力3,586 个中有 255 个—
按测度加权无相当

结论:造成差异的不是细分本身,而是质量的处理方式。

实用标准:细分视觉 token 时,改用按测度加权。在可见上下文不变的情况下,它能保持答案不变。

帧重新采样与分布漂移

在自然帧重新采样时,按测度加权能够减轻分布漂移。其效果不仅限于保持单个答案。

实用标准:改变帧率时,要关注分布漂移,而不只是准确率。按测度加权可以减轻漂移。

视频压缩:测得的增益

评估采用冻结的视频编码,并以两倍比例进行合并。实验使用了五个随机种子。所有划分方式下,准确率提升方向均为正。

基线方案准确率提升
按 token 数量进行全局加权(组的平均质量)1.04 个百分点
标准注意力0.93 个百分点

相比按 token 数量进行全局加权,该方法在 WorldSense 上也具有优势。优势取决于压缩预算。

实用标准:大幅压缩视频时,要结合预算进行评估。按测度加权带来的收益并非固定不变。

表示原则的意义

作者将这一结果作为一种表示原则提出,并测得其能提升对不同划分方式的稳健性。这不是一次性的调整,而是一条处理细分的规则。

实用标准:先确定表示方式及其质量,再调整权重。这样,细分就不再改变答案。

常问问题

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