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Understanding Multimodal LLMs Under Distribution Shifts: An Information-Theoretic Approach

Created by
  • Haebom

저자

Changdae Oh, Zhen Fang, Shawn Im, Xuefeng Du, Yixuan Li

개요

본 논문은 다중 모달 대규모 언어 모델(MLLM)의 분포 이동(distribution shift)에 대한 취약성을 해결하기 위해 정보 이론적 관점에서 최대 위험을 정량화하는 이론적 프레임워크를 제시합니다. 기존 연구들의 경험적 평가를 넘어, MLLM의 안전하고 신뢰할 수 있는 실세계 적용을 위해 위험을 공식적으로 특징짓고 정량화하는 프레임워크를 구축하는 것이 필요함을 주장합니다. 본 논문에서 제안하는 프레임워크의 핵심은 입력 질의와 모델 응답 간의 관련성을 정량화하는 효과적 상호 정보(EMI)라는 지표를 도입하는 것입니다. EMI의 분포 내(ID) 데이터와 분포 외(OOD) 데이터 간 차이의 상한선을 도출하고, 이를 시각 및 텍스트 분포 차이와 연결합니다. 61가지 이동 시나리오를 포함하는 실제 벤치마크 데이터셋에 대한 광범위한 실험을 통해 이론적 통찰력을 실증적으로 검증합니다.

시사점, 한계점

시사점:
MLLM의 분포 이동에 대한 위험을 정량화하는 최초의 이론적 프레임워크 제시
효과적 상호 정보(EMI)라는 새로운 지표를 통해 MLLM의 안전성 및 신뢰성 평가 가능
이론적 분석과 실험적 검증을 통해 분포 이동의 영향을 설명하고 정량화
MLLM의 실세계 적용에 대한 안전성 및 신뢰성 확보에 기여
한계점:
제안된 프레임워크의 적용 범위 및 일반화 가능성에 대한 추가 연구 필요
EMI 계산의 계산 비용 및 효율성 개선 필요
실험 데이터셋의 다양성 확대 및 추가적인 벤치마크 필요
실제 응용 시나리오에서의 프레임워크 적용 및 성능 평가 필요
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