多模态学习(一)——从 Image-Text Pair 到 Instruction-Following 格式

发布于:2025-05-08 ⋅ 阅读:(31) ⋅ 点赞:(0)

前言

在多模态任务中(例如图像问答、图像描述等),为了使用指令微调(Instruction Tuning)提升多模态大模型的能力,我们需要构建成千上万条**指令跟随(instruction-following)**格式的数据。而最常见的原始多模态数据形式是简单的 image-text pairs(图像-文本对)。本文总结了如何将这些原始数据转换成指令格式,用于多模态大模型(如 BLIP-2、MiniGPT-4、LLaVA)的训练。

一、原始数据格式(Image-Text Pair)

最常见的多模态数据就是一张图片和一段描述性文字,形式如下:

{
  "image": "image.jpg",
  "text": "A cat sitting on a windowsill looking outside."
}

这样的格式通常来源于 COCO、Flickr30K 等数据集,适用于图像描述等任务。

二、为什么要转为指令格式?

多模态大模型正在逐步走向通用助手(如 ChatGPT + 图像),而不仅限于图像分类或描述任务。因此我们需要将数据变成指令问答风格,使模型学会“根据指令操作”。

这种格式可以让模型适应更广泛的任务,如:

  • 图像问答(VQA)
  • 图像生成文本(caption)
  • 指令完成类任务(如“请指出图中有几只动物”)

三、转换思路:模板化处理

将 image-text pair 转为 instruction-following 格式的关键在于设计好prompt模板

示例转换

原始数据:

{
  "image": "image.jpg",
  "text": "A cat sitting on a windowsill looking outside."
}

转换后格式一(问答格式):

{
  "image": "image.jpg",
  "conversations": [
    {
      "from": "human",
      "value": "What is happening in this image?"
    },
    {
      "from": "gpt",
      "value": "A cat is sitting on a windowsill, looking outside."
    }
  ]
}

转换后格式二(任务提示格式):

{
  "instruction": "Describe the image.",
  "image": "image.jpg",
  "output": "A cat is sitting on a windowsill, looking outside."
}

四、常用 Prompt 模板(可自动化)

为了大规模生成指令数据,可以设计如下模板:

  • “Describe this image.”
  • “What can you see in this picture?”
  • “Generate a caption for the image.”
  • “What is happening in this scene?”
  • “What objects are present in the image?”
  • “Is there anything unusual about the image?”

通过将这些 prompt 随机应用于图像-文本对,可以构建风格多样的训练样本。

五、自动化数据构建流程

构建大规模数据集时,通常按以下步骤进行自动化处理:

  1. 读取图像-文本对数据集(如 COCO caption)
  2. 应用 prompt 模板 随机生成 instruction
  3. 使用原始 caption 作为回答
  4. 格式化为对话或指令格式
  5. 保存为 JSON / JSONL 文件

这种流程可以用 Python 脚本批量处理,快速扩充训练数据。

六、参考项目

以下项目都使用了类似的处理方式:

  • LLaVA:使用 COCO caption 转 instruction-following 格式并进行视觉问答训练。
  • MiniGPT-4:将 image-text pair 包装成指令问答任务。
  • InstructBLIP:构建视觉多轮对话的 instruction-style 数据集。

七、总结

从 image-text pair 到 instruction-following 格式的转化是多模态指令微调的关键步骤。其核心思想是:

用预设的 Prompt 模板将原始描述性文本转化为任务指令,让模型学会“根据指令+图像”生成回答。

通过这种方式,我们可以大幅扩展多模态模型在图像理解、对话和问答等任务中的能力。


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