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Fourier-VLM: Compressing Vision Tokens in the Frequency Domain for Large Vision-Language Models

Created by
  • Haebom

저자

Huanyu Wang, Jushi Kai, Haoli Bai, Lu Hou, Bo Jiang, Ziwei He, Zhouhan Lin

개요

본 논문은 비전-언어 모델(VLMs)의 높은 계산 비용과 추론 지연 시간 문제를 해결하기 위해, 주파수 영역에서 시각적 표현을 압축하는 새로운 방법인 Fourier-VLM을 제안합니다. 기존 VLMs는 이미지 인코더에서 추출된 시각적 특징으로 이미지 자리 표시자 토큰을 대체하지만, 많은 시각 토큰으로 인해 컨텍스트 길이가 증가하여 계산 비용이 높아지는 문제가 있습니다. Fourier-VLM은 시각적 특징이 저주파 성분에 에너지가 집중되어 있다는 점에 착안하여, 2차원 이산 코사인 변환(DCT)을 이용한 저역 통과 필터를 적용하여 시각적 표현을 압축합니다. DCT는 빠른 푸리에 변환(FFT)을 통해 효율적으로 계산되며, 추가적인 매개변수 없이 계산 비용을 최소화합니다. 다양한 이미지 기반 벤치마크에서 실험을 통해 LLaVA와 Qwen-VL 아키텍처 모두에서 경쟁력 있는 성능과 일반화 성능을 달성함을 보여줍니다. LLaVA-v1.5와 비교하여 추론 FLOPs를 최대 83.8% 감소시키고 생성 속도를 31.2% 향상시켰습니다.

시사점, 한계점

시사점:
주파수 영역 압축을 통해 VLMs의 계산 비용과 추론 지연 시간을 효과적으로 줄일 수 있음을 보여줍니다.
추가적인 매개변수 없이 효율적인 성능 향상을 달성합니다.
LLaVA와 Qwen-VL과 같은 다양한 아키텍처에서 우수한 일반화 성능을 보입니다.
실제적인 응용을 위한 VLMs의 효율성과 실용성을 크게 향상시킵니다.
한계점:
제안된 방법의 성능 향상이 특정 데이터셋이나 아키텍처에 편향될 가능성이 있습니다. 더욱 광범위한 실험을 통해 일반화 성능을 검증할 필요가 있습니다.
저주파 성분에 집중된 에너지를 가정하는데, 모든 이미지 데이터에 이러한 가정이 항상 적용될 수 있는지에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
DCT 기반 압축의 한계로 인해 고주파 성분의 정보 손실이 발생할 가능성이 있습니다. 이로 인한 성능 저하를 최소화하기 위한 추가적인 연구가 필요할 수 있습니다.
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