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视频大模型压缩不再全图比对:借压缩码流里的运动与残差,比对量降六成

导语

视频大模型做视觉token压缩时,可以直接复用压缩视频里已有的参考帧关系、运动矢量和残差来圈定候选,把逐对视觉特征比对换成局部比对,在三个模型和四个视频理解基准上保持与FlashVID相当的成绩,同时把时序匹配的比对量减少64.7%。

Source-provided article image: Video Codec-Guided Training-Free Token Compression for Video Large Language Models
Fig. 4 · arXiv

正文

视频大模型的视觉token压缩多了一条不花训练成本的线索:压缩视频码流里本来就带着参考帧依赖、运动矢量和残差,这些编码信息可以当作低成本的搜索先验,用来缩小压缩决策要比较的范围。 此前的免训练压缩方法主要盯着送进语言模型的token数量,压缩决策本身仍要在大量视觉特征之间做比对,帧内token保护和帧间时序合并尤其如此。 在LLaVA-OneVision、LLaVA-Video和Qwen2.5-VL-7B-Instruct三个模型、Video-MME、EgoSchema、LongVideoBench、MVBench四个基准上,平均分与免训练基线FlashVID相当,部分设置更高;在Video-MME上,时序比对量相对FlashVID减少64.7%,token保护的比对量在25%保留率下减少79.8%,到10%保留率时减少96.6%。

做法是把编码信息先对齐到视觉token网格,再让残差和运动各管一件事:残差负责圈出帧内需要保护的候选,运动负责在稀疏采样帧之间找跨帧候选,最终是否保留或合并仍由局部视觉特征相似度决定。 编码块和视觉token在空间与时间上都不对齐,一个token可能覆盖多个编码块,而当前采样帧的编码参考往往不是前一个采样帧,而是两者之间的中间帧,单步运动矢量无法直接给出两个采样帧之间的对应。 方法沿完整视频的参考帧链传播运动信息,把多段短程编码依赖合成为采样帧级的对应位置,再在预测位置附近半径2的局部窗口内做视觉相似度匹配;传播异常时放宽到半径4,候选过少时回退到全局匹配,整个过程不修改基础VLLM,也不重训视觉编码器或语言模型。

接下来

这项工作面向使用压缩视频码流的视频大模型推理,读者是关注多模态推理效率的研究人员和工程师。方法在解码阶段保留参考帧关系、运动矢量和残差,把它们对齐到视觉token网格后用于token压缩,基础VLLM、视觉编码器和语言模型都不改动。实验覆盖LLaVA-OneVision、LLaVA-Video和Qwen2.5-VL-7B-Instruct三个模型,以及Video-MME、EgoSchema、LongVideoBench和MVBench四个基准,比对量数据在Video-MME配合LLaVA-OneVision上测得。

编码信息并不直接决定保留或合并哪些token:大残差也可能来自纹理、压缩噪声或编码错误,因此残差只用来构造候选池,最终选择仍靠视觉特征注意力。参考帧链传播会遇到缺失或异常的运动信息,此时先在半径1内寻找有效运动矢量,找不到就沿用上一步的运动矢量;传播异常或局部候选过少时改用放宽半径或回退到全局匹配。局部搜索半径从2增到4只把整体分提高0.1,却把内部token的最大候选数从25增到81,因此默认取2。

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