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FlowCut: Rethinking Redundancy via Information Flow for Efficient Vision-Language Models

Created by
  • Haebom

저자

Jintao Tong, Wenwei Jin, Pengda Qin, Anqi Li, Yixiong Zou, Yuhong Li, Yuhua Li, Ruixuan Li

개요

본 논문은 대규모 비전-언어 모델(LVLMs)의 높은 계산 비용 문제를 해결하기 위해, 정보 흐름(information flow)에 기반한 새로운 시각 토큰(visual token) 가지치기 프레임워크인 FlowCut을 제안합니다. 기존의 가지치기 방법들은 단일 계층의 어텐션 점수에만 의존하여 중복 토큰을 식별하는 반면, FlowCut은 토큰 간의 정보 흐름을 모델링하여 계층 간 상호작용을 고려합니다. CLS 토큰을 정보 중계 역할로 활용하여 복잡한 흐름 분석을 단순화하고, 계층별 어텐션 집중을 통해 중복성이 점진적이고 동적으로 나타나는 것을 발견했습니다. 실험 결과, FlowCut은 기존 최고 성능(SoTA)을 능가하는 성능 향상을 보였습니다. LLaVA-1.5-7B 모델에서 88.9%의 토큰 감소율로 1.6%의 성능 향상과 3.2배의 전처리 속도 향상을 달성했고, LLaVA-NeXT-7B 모델에서는 94.4%의 토큰 감소율로 4.3%의 성능 향상을 달성했습니다.

시사점, 한계점

시사점:
정보 흐름 기반의 토큰 가지치기 방법이 기존 단일 계층 어텐션 기반 방법보다 LVLMs의 효율성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.
CLS 토큰을 정보 흐름 분석에 활용하는 효과적인 전략을 제시합니다.
계층 간 정보 흐름 분석을 통해 중복 토큰을 보다 정확하게 식별할 수 있음을 증명합니다.
LLaVA 모델에서 상당한 성능 향상과 속도 향상을 달성하여 실제 적용 가능성을 높였습니다.
한계점:
제안된 방법의 효과는 특정 LLaVA 모델에 대한 실험 결과에 기반하고 있으며, 다른 모델이나 데이터셋에 대한 일반화 가능성은 추가 연구가 필요합니다.
정보 흐름 분석의 복잡성과 계산 비용이 모델 크기에 따라 증가할 수 있습니다.
특정한 CLS 토큰의 역할에 의존하는 부분이 존재하여 다른 모델 아키텍처에서는 적용에 어려움이 있을 수 있습니다.
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