MiniMind-V: 2600만 개의 파라메트릭 시각 언어 모델에 대한 1시간 교육

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일반 소개

MiniMind-V는 사용자가 단 2600만 개의 파라미터로 1시간 이내에 경량 시각 언어 모델(VLM)을 훈련할 수 있도록 설계된 오픈 소스 프로젝트로, GitHub에서 호스팅되고 있습니다. 이 프로젝트는 이미지 및 텍스트 공동 처리를 지원하는 새로운 시각 코더 및 특징 투영 모듈인 MiniMind 언어 모델을 기반으로 합니다. 이 프로젝트는 데이터 세트 정리부터 모델 추론까지 완전한 코드를 제공하며, 단일 GPU(예: NVIDIA 3090)의 경우 훈련 비용이 1.3위안 정도입니다. MiniMind-V는 50줄 미만의 코드 변경으로 단순성과 사용 편의성을 강조하므로 개발자가 시각 언어 모델을 구축하는 과정을 실험하고 학습하기에 적합한 도구입니다.

기능 목록

2,600만 개의 파라미터 시각 언어 모델에 대한 완전한 학습 코드를 제공하여 단일 GPU에서 빠른 학습을 지원합니다.
CLIP 비주얼 코더를 사용하여 224x224픽셀 이미지를 처리하여 196개의 비주얼 토큰을 생성했습니다.
대화, 이미지 설명 또는 Q&A를 위한 텍스트와 결합된 단일 및 다중 이미지 입력을 지원합니다.
데이터 세트 정리, 사전 교육 및 감독형 미세 조정(SFT)을 위한 전체 프로세스 스크립트가 포함되어 있습니다.
파이토치 네이티브 구현을 제공하고, 멀티 카드 가속을 지원하며, 호환성이 높습니다.
모델 가중치 다운로드가 포함되어 있으며, 허깅 페이스 및 모델스코프 플랫폼을 지원합니다.
모델 효과를 쉽게 테스트할 수 있는 웹 인터페이스와 명령줄 추론을 제공합니다.
훈련 중 손실과 성과를 기록할 수 있는 wandb 도구를 지원합니다.

도움말 사용

MiniMind-V 사용 과정에는 환경 구성, 데이터 준비, 모델 훈련 및 효과 테스트가 포함됩니다. 각 단계는 사용자가 빠르게 시작할 수 있도록 아래에 자세히 설명되어 있습니다.

환경 구성

MiniMind-V를 사용하려면 Python 환경과 GPU 지원이 필요합니다. 설치 단계는 다음과 같습니다:

코드 복제
터미널에서 다음 명령을 실행하여 프로젝트 코드를 다운로드합니다:
```
git clone https://github.com/jingyaogong/minimind-v
cd minimind-v
```
종속성 설치
프로젝트 제안 requirements.txt 파일에 필요한 라이브러리가 포함되어 있습니다. 다음 명령을 실행합니다:
```
pip install -r requirements.txt -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
```
Python 3.9 이상을 권장합니다. PyTorch가 CUDA를 지원하는지 확인합니다(GPU가 있는 경우). 다음 코드를 실행하여 확인할 수 있습니다:
```
import torch
print(torch.cuda.is_available())
```
수출 True GPU를 사용할 수 있음을 나타냅니다.
클립 모델 다운로드
MiniMind-V는 CLIP 모델(clip-vit-base-patch16)를 시각적 코더로 사용합니다. 다음 명령을 실행하여 ./model/vision_model::
```
git clone https://huggingface.co/openai/clip-vit-base-patch16 ./model/vision_model
```
ModelScope에서도 다운로드할 수 있습니다:
```
git clone https://www.modelscope.cn/models/openai-mirror/clip-vit-base-patch16 ./model/vision_model
```
기본 언어 모델 가중치 다운로드
미니마인드-V는 미니마인드 언어 모델을 기반으로 하며, 언어 모델 가중치를 다운로드해야 합니다. ./out 카탈로그. 예시:
```
wget https://huggingface.co/jingyaogong/MiniMind2-V-PyTorch/blob/main/lm_512.pth -P ./out
```
또는 다운로드 lm_768.pth모델 구성에 따라 다릅니다.

데이터 준비

MiniMind-V는 약 5GB의 저장 공간에 약 57만 개의 사전 학습 이미지와 30만 개의 명령 미세 조정 데이터를 사용하며, 절차는 다음과 같습니다:

데이터 집합 카탈로그 만들기
프로젝트 루트 디렉터리에서 ./dataset 폴더:
```
mkdir dataset
```
데이터 세트 다운로드
허깅 페이스 또는 모델스코프에서 데이터 세트를 다운로드합니다. *.jsonl Q&A 데이터 및 *images 사진 데이터:
- 포옹하는 얼굴: https://huggingface.co/datasets/jingyaogong/minimind-v_dataset
- 모델 범위: https://www.modelscope.cn/datasets/gongjy/minimind-v_dataset
  이미지 데이터를 다운로드하여 다음 주소로 압축을 풉니다. ./dataset::
```
unzip pretrain_images.zip -d ./dataset
unzip sft_images.zip -d ./dataset
```
유효성 검사 데이터 세트
보안 ./dataset 다음 파일이 포함되어 있습니다:
- pretrain_vlm_data.jsonl사전 교육 데이터, 약 570,000개 항목.
- sft_vlm_data.jsonl단일 수치 미세 조정 데이터, 약 30만 개의 항목.
- sft_vlm_data_multi.jsonl멀티맵 미세 조정 데이터, 약 13,600개 항목.
- 이미지 폴더: 사전 교육 및 미세 조정을 위한 이미지 파일이 들어 있습니다.

모델 교육

MiniMind-V 훈련은 사전 훈련과 감독 미세 조정으로 나뉘며, 단일 또는 다중 카드 가속을 지원합니다.

구성 매개변수
컴파일러 ./model/LMConfig.py를 클릭하고 모델 매개변수를 설정합니다. 예시:
- 미니어처:dim=512, n_layers=8
- 중간 모델:dim=768, n_layers=16
  이러한 매개 변수는 모델 크기와 성능을 결정합니다.
사전 교육
사전 교육 스크립트를 실행하여 이미지 설명 기능을 학습하세요:
```
python train_pretrain_vlm.py --epochs 4
```
출력 가중치는 다음과 같이 저장됩니다. ./out/pretrain_vlm_512.pth(또는 768.pthCLIP 모델이 고정됨) 단일 NVIDIA 3090은 CLIP 모델을 고정하고 언어 모델의 투영 레이어와 마지막 레이어만 학습하는 데 약 1시간이 걸립니다.
감독형 미세 조정(SFT)
사전 학습된 가중치를 사용하여 미세 조정하여 대화 기능을 최적화합니다:
```
python train_sft_vlm.py --epochs 4
```
출력 가중치는 다음과 같이 저장됩니다. ./out/sft_vlm_512.pth. 이 단계에서는 모든 매개변수를 사용하여 투영 레이어와 언어 모델을 학습합니다.
도카 교육(선택 사항)
그래픽 카드가 N개인 경우 다음 명령을 사용하여 가속하세요:
```
torchrun --nproc_per_node N train_pretrain_vlm.py --epochs 4
```
상호 호환성 train_pretrain_vlm.py 다른 교육 스크립트의 경우(예 train_sft_vlm.py).
교육 모니터링
교육 손실은 wandb를 사용하여 기록할 수 있습니다:
```
python train_pretrain_vlm.py --epochs 4 --use_wandb
```
wandb 공식 웹사이트에서 실시간 데이터를 확인하세요.

효과 테스트

학습이 완료되면 모델의 이미지 대화 기능을 테스트할 수 있습니다.

명령줄 추론
다음 명령을 실행하여 모델을 로드합니다:
```
python eval_vlm.py --load 1 --model_mode 1
```
- --load 1: 포옹하는 얼굴에서 트랜스포머 형식 모델을 로드합니다.
- --load 0: 출발지 ./out 파이토치 가중치를 로드합니다.
- --model_mode 1미세 조정된 모델 테스트;0 사전 학습된 모델을 테스트합니다.
웹 인터페이스 테스트
웹 인터페이스를 시작합니다:
```
python web_demo_vlm.py
```
인터뷰 http://localhost:8000를 클릭하고 이미지를 업로드하고 테스트할 텍스트를 입력합니다.
입력 형식
MiniMind-V는 196 @@@ 자리 표시자는 이미지를 나타냅니다. 예시:
```
@@@...@@@\n这张图片是什么内容？
```
다중 이미지 입력의 예입니다:
```
@@@...@@@\n第一张图是什么？\n@@@...@@@\n第二张图是什么？
```
사전 트레이닝 웨이트 다운로드
트레이닝을 하지 않는 경우 공식 웨이트를 직접 다운로드할 수 있습니다:
- PyTorch 형식:https://huggingface.co/jingyaogong/MiniMind2-V-PyTorch
- 트랜스포머 형식:https://huggingface.co/collections/jingyaogong/minimind-v-67000833fb60b3a2e1f3597d

주의

권장 비디오 메모리 24GB(예: RTX 3090). 비디오 메모리가 부족한 경우 배치 크기를 줄이세요(batch_size).
데이터 집합 경로가 올바른지 확인합니다.*.jsonl 에 이미지 파일을 배치해야 하며 ./dataset.
훈련 중에 CLIP 모델을 고정하면 산술 요구 사항이 줄어듭니다.
다중 이미지 대화는 효과가 제한적이므로 단일 이미지 시나리오를 우선적으로 테스트하는 것이 좋습니다.

애플리케이션 시나리오

AI 알고리즘 학습
MiniMind-V는 학생들이 크로스 모달 모델링 원리를 이해하기에 적합한 간결한 시각적 언어 모델링 코드를 제공합니다. 사용자는 코드를 수정하여 다양한 매개변수 또는 데이터 세트를 실험할 수 있습니다.
신속한 프로토타이핑
가볍고 효율적이며 PC나 임베디드 시스템과 같은 저컴퓨팅 장치에 적합한 MiniMind-V를 기반으로 이미지 대화 애플리케이션을 프로토타이핑할 수 있습니다. 가볍고 효율적이어서 PC나 임베디드 시스템과 같은 저전력 디바이스에 적합합니다.
교육 및 트레이닝 도구
대학에서는 AI 강좌에서 MiniMind-V를 사용하여 모델 학습의 전체 과정을 보여줄 수 있습니다. 코드는 명확하게 주석 처리되어 있어 강의실 실습에 적합합니다.
저렴한 비용의 실험
프로젝트 교육 비용이 저렴하여 예산이 제한된 팀에서 고성능 서버 없이도 멀티모달 모델의 효과를 테스트하기에 적합합니다.

QA

미니마인드-V는 어떤 크기의 이미지를 지원하나요?
기본 처리 이미지는 224x224픽셀 이미지이며, CLIP 모델에 따라 제한됩니다. 데이터 세트 이미지는 공간 절약을 위해 128x128로 압축될 수 있습니다. 향후 더 큰 해상도의 CLIP 모델이 시도될 수 있습니다.
교육 시간은 얼마나 걸리나요?
단일 NVIDIA 3090에서 사전 훈련 1단계는 약 1시간이 소요되며, 미세 조정은 조금 더 빠릅니다. 정확한 시간은 하드웨어와 데이터 양에 따라 다릅니다.
사전 교육 없이 바로 미세 조정할 수 있나요?
Can. 공식 사전 트레이닝 웨이트를 직접 다운로드하여 실행하세요. train_sft_vlm.py 미세 조정.
어떤 언어가 지원되나요?
주로 중국어와 영어를 지원하며, 데이터 세트에 따라 효과가 달라집니다. 사용자는 미세 조정을 통해 다른 언어로 확장할 수 있습니다.
다중 이미지 대화는 얼마나 잘 작동하나요?
현재 다중 이미지 대화 기능은 제한되어 있으므로 단일 이미지 시나리오를 우선적으로 사용하는 것이 좋습니다. 향후 더 큰 모델과 데이터 세트로 개선될 수 있습니다.