能「说」会「画」， VisCPM：SOTA 开源中文多模态大模型

VisCPM 是一个开源的多模态大模型系列，支持中英双语的多模态对话能力（VisCPM-Chat模型）和文到图生成能力（VisCPM-Paint模型）。VisCPM基于百亿参数量语言大模型 CPM-Bee（10B）训练，融合视觉编码器（Q-Former）和视觉解码器（Diffusion-UNet）以支持视觉信号的输入和输出。VisCPM可以仅通过英文多模态数据预训练，泛化实现优秀的中文多模态能力。

• ? 开源使用：VisCPM 可以自由被用于个人和研究用途。我们希望通过开源VisCPM 模型系列，推动多模态大模型开源社区和相关研究的发展。

• ? 涵盖图文双向生成：VisCPM 模型系列较为全面地支持了图文多模态能力，涵盖多模态对话（图到文生成）能力和文到图生成能力。

• ? 中英双语性能优异：得益于语言模型基座 CPM-Bee 优秀的双语能力，VisCPM 在中英双语的多模态对话和文到图生成均取得亮眼的效果。

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VisCPM-Chat：支持图像双语多模态对话

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• 预训练：使用约100M高质量英文图文对数据对VisCPM-Chat进行了预训练，数据包括CC3M、CC12M、COCO、Visual Genome、Laion等。在预训练阶段，语言模型参数保持固定，仅更新Q-Former部分参数，以支持大规模视觉-语言表示的高效对齐。

• 指令精调：采用LLaVA-150K英文指令精调数据，并混合相应翻译后的中文数据对模型进行指令精调，以对齐模型多模态基础能力和用户使用意图。在指令精调阶段，我们更新全部模型参数，以提升指令精调数据的利用效率。有趣的是，我们发现即使仅采用英文指令数据进行指令精调，模型也可以理解中文问题，但仅能用英文回答。这表明模型的多语言多模态能力已经得到良好的泛化。在指令精调阶段进一步加入少量中文翻译数据，可以将模型回复语言和用户问题语言对齐。

我们在LLaVA标准英文测试集和翻译的中文测试集对模型进行了评测，该评测基准考察模型在开放域对话、图像细节描述、复杂推理方面的表现，并使用GPT-4进行打分。可以观察到，VisCPM-Chat在中文多模态能力方面取得了最佳的平均性能，在通用域对话和复杂推理表现出色，同时也表现出了不错的英文多模态能力。

我们提供了两个模型版本，分别为 VisCPM-Chat-balance 和 VisCPM-Chat-zhplus，前者在英文和中文两种语言上的能力较为平衡，后者在中文能力上更加突出。两个模型在指令精调阶段使用的数据相同，VisCPM-Chat-zhplus 在预训练阶段额外加入了 20M 清洗后的原生中文图文对数据和 120M 翻译到中文的图文对数据。

下面是VisCPM-Chat 的多模态对话效果展示：

VisCPM-Paint ：支持双语文到图生成

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VisCPM-Paint 支持中英双语的文到图生成。该模型使用 CPM-Bee（10B）作为文本编码器，使用 UNet 作为图像解码器，并通过扩散模型训练目标融合语言和视觉模型。在训练过程中，语言模型参数始终保持固定。我们使用 Stable Diffusion 2.1 的 UNet 参数初始化视觉解码器，并通过逐步解冻其中关键的桥接参数将其与语言模型融合。该模型在 LAION 2B 英文图文对数据上进行了训练。

与 VisCPM-Chat 一样，得益于 CPM-Bee 的双语能力，VisCPM-Paint 可以仅通过英文图文对训练，泛化实现良好的中文文到图生成能力，达到中文开源模型的最佳效果。通过进一步加入 20M 清洗后的原生中文图文对数据，以及 120M 翻译到中文的图文对数据，模型的中文文到图生成能力可以获得进一步提升。

同样，VisCPM-Paint 有 balance和 zhplus 两个不同的版本。我们在标准图像生成测试集 MSCOCO 上采样了 3万张图片，计算了常用评估图像生成指标 FID (Fréchet Inception Distance) 评估生成图片的质量。

下面是 VisCPM-Paint 的图片生成效果展示：

VisCPM 提供 不同中英文能力的模版本 供大家下载选择，并且安装和使用简易高效，可以 通过几行代码实现多模态对话，还在代码中默认开启了对输入文本和输出图片的安全检查。（详情见README）

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