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NeurIPS 2025论文:VIST框架为大语言模型长文本推理带来新视觉方案

源自「南京理工大学、中南大学、南京林业大学」的,从事研究工作的团队,发表在了NeurIPS 2025论文当中,推出了一个极具突破性的框架,名为VIST(Vision-centric Token Compression in LLM),它给大语言模型的长文本高效推理,提供了全新的「视觉解决方案」,值得留意的是,其思路与近期引发广泛关注的DeepSeek-OCR的核心理念,达到一致。

短文本处理时,大语言模型即 LLM 显示出了令人惊叹的理解及生成能力,然而现实世界里诸多任务比如长文档理解、复杂问答还有检索增强生成也就是 RAG 等,都要求模型处理长度达成千上万甚至几十万的上下文。

与此同时,模型参数规模也从数十亿一路飙升至万亿级别。

面对着「上下文长度急剧增加」以及「模型参数量不断扩大」这两个方面的挑战, Token压缩不再属于优化的项目,而是成为了必需的物品。

不能有效地把输入规模给缩减掉,哪怕是最为强大的大语言模型,也很难高效地去处理海量信息,而这些海量信息是我们需要它来进行分析的。

该痛点的解决,是由南京理工大学的研究人员提出VIST(Vision-centric Token Compression in LLM)框架,也是由中南大学的研究人员提出VIST(Vision-centric Token Compression in LLM)框架,还是由南京林业大学的研究人员提出VIST(Vision-centric Token Compression in LLM)框架。

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论文的链接是,https://arxiv.org/abs/2502.00791

NeurIPS 2024,早在一年多以前,研究团队就已开始探索,怎样能够让模型像人类一样,以视觉的方式,更高效地理解长文本。

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为你提供该论文的链接,链接如下:https://arxiv.org/pdf/2406.02547 。

人类阅读文章时,不会逐字读完每一个词。

「的」这个功能性高频词呀,几乎就是被大脑自动略过去的呢,「了」这个功能性高频词同样几乎是被大脑自动略过的呀,「和」这个功能性高频词也几乎是被大脑自动略过的哟。真正能够让我们停下来的呀,是那些承载着意义的低频词呢,是名词呀,是动词呀,是数字呀等等这些呢。

1.VIST有着核心思想,2.这核心思想是要让大模型也拥有那种「选择性阅读」能力 。

它设计了一种视觉化压缩机制,这种机制模仿人类「快–慢阅读通路(Slow–Fast Reading Circuit)」,使得大模型在理解长文本的时候,能够快速扫读,并且能够深入思考。

远处的、相对次要的上下文被渲染成图像,这一过程通过快路径(Fast Path)来实现,其中由一个冻结的轻量级视觉编码器快速提取显著性语义;

慢路径,把关键的近处文本,直接输入LLM,用来进行深层推理,以及语言生成。

这种「视觉 且 语言」的双重通道协同合作,恰似人类的眼睛以及大脑,一方面环顾整体范围,另一方面关注关键要点,进而深入且细腻地思索 。

VIST让模型真正具备了「像人一样速读」的能力。

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凭借这一设计,当处理相同文本内容之际,VIST所需的视觉Token数量,仅仅是传统文本分词所需Token数量的56%,并且内存减少了50%。

用「视觉压缩」解锁长文本理解

早期的LLM,主要借助tokenizer,将文本拆分出离散token,把这些离散token输入给LLM,进而进行处理,这种范式带来了诸多好处,比如说高度语义化。

已有研究发现,经过大规模图文配对数据预训练,CLIP等视觉编码器能够自发掌握OCR能力,这使得它们可以直接理解文本图像内容,为长文本的视觉化处理提供了强大工具,但是

VIST借鉴了人类高效进行阅读的技巧,提出了一种全新的框架,此框架为快–慢视觉压缩框架,它以视觉方式处理长文本,使得模型既能够快速进行扫读,又能够深度去理解 。

快路径(Fast Path)

将次要的长距离上下文渲染成图像,由轻量级视觉编码器处理;

通过 Resampler 将视觉特征进一步压缩为4倍;

视觉特征经过压缩之后,再借助cross - attention,与LLM的主输入进行整合。

慢路径(Slow Path)

把近处的文本给LLM处理,将核心文本交LLM处理,让其进行深度推理,使其进行语言生成。

这种方式,是「扫视远处,专注近处」,它模拟了人类阅读的自然策略,使得模型在长文本场景下面既展现出高效的特性又具备精准的特质。

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概率感知视觉增强

教模型学会略读

尽管视觉编码器比方说 CLIP 十分强大,然而其主要是在自然图像上开展训练,针对渲染文本的理解能力存在局限。并且,长文本当中常常充斥着大量的冗余信息,要是不加以选择地进行处理,不仅会浪费算力,还会被干扰得抓不住重点。

为此,VIST引入了一个机制,这个机制很巧妙,是概率感知视觉增强,也就是PVE,即Probability-informed Visual Enhancement,该机制教模型进行「略读」,让模型抓住关键信息,还让模型忽略冗余词。

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对于训练而言,PVE运用的是基于频率的屏蔽策略,也就是Frequency-based Masking Strategy,此策略操作是将那些高频然而信息量却很低的词,像英文里的「the」、「with」这类词,进行掩码处理,与此同时重点保留低频且高信息量的词,就比如名词、动词、数字等这类核心内容。

这些文本嵌入,其经过语义优化,能实现有效的指导,指导Resampler从文本图像里提取最为关键且重要的语义信息,进而使得视觉压缩模块变得更加高效,使其更加精准。

视觉压缩的极大潜力

在开放域问答任务上,在11个In - Context Learning基准任务上,VIST显著优于基于文本编码器的压缩方法CEPE。

即在极端状况下,所有篇章单单经由视觉编码器予以处理,VIST依旧能够于开放域问答任务里达成和TinyLlama不相上下的性能,这充分展现出视觉压缩于长文本处理中的可靠性。

而且,VIST搞相同文本内容处理时,所需视觉Token数量比传统文本Token少百分之五十六,压缩比大概是二点三,从一千零二十四个文本Token压缩到四百四十八个视觉Token,与此同时,显存使用减少百分之五十,极大提升了运算效率。

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让大模型「用眼睛读文字」

VIST运用轻量级视觉编码器,对冗长的上下文信息予以压缩处理,给大语言模型提供了一条新路径,这条路径高效且低成本。 。

更为奇妙的是,视觉编码器竟然能够充任视觉文本分词器(Visual Text Tokenization),进而带来四大方面的优势:

简化分词流程,传统文本分词器依赖复杂规则,依赖固定词表,通常涉及近十步人工预处理,比如小写化、标点符号处理、停用词过滤等 。

将渲染后的文本当做图像输入的是视觉编码器,它不需要繁琐预处理,其处理流程更为直接高效。

传统分词器在多语言环境下,容易受到词表限制从而影响性能,这是词表瓶颈,而视觉编码器无需词表,它能统一处理多种语言文本,还大幅降低了嵌入矩阵以及输出层的计算与显存开销。

视觉编码器关注整体视觉模式,而非单个Token的匹配,对字符级噪声更鲁棒,因此对拼写错误或低级文本攻击具备天然抵抗力。

4. 多语言高效性,本文虽主要针对英文,然而视觉文本分词器在其他语言里同样具备高效性,跟传统文本分词相比较,能够减少62%的日文Token,还能减少78%的韩文Token,并且能减少27%的中文Token,在处理长文本的时候优势格外显著。

结语与未来展望

VIST呈现出了,“视觉加上语言”二者协作,于大模型长文本理解里的,巨大潜力:

未来,视觉驱动的Token压缩大概有可能会变成是长上下文LLM的标准组件,随着模型规模持续不断地在增长,这样一种“先看再读”的策略,将会帮助大模型在确保理解能力的时候,大大地降低的计算成本,为多模态智能理解铺平前行的道路。

参考资料:

这个网址链接指向的内容是https://arxiv.org/abs/2502.00791 ,句号。

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