論文の概要: TokenCarve: Information-Preserving Visual Token Compression in Multimodal Large Language Models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.10501v1
• Date: Thu, 13 Mar 2025 16:04:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-14 21:36:22.758327
• Title: TokenCarve: Information-Preserving Visual Token Compression in Multimodal Large Language Models
• Title（参考訳）: TokenCarve:マルチモーダル大言語モデルにおける情報保存型ビジュアルトーケン圧縮
• Authors: Xudong Tan, Peng Ye, Chongjun Tu, Jianjian Cao, Yaoxin Yang, Lin Zhang, Dongzhan Zhou, Tao Chen,
• Abstract要約: TokenCarveは、2段階のトークン圧縮フレームワークである。 ビジュアルトークンの数を22.2%に減らし、推論の1.23倍のスピードアップ、KVキャッシュストレージの64%の削減、精度の1.54%の低下を達成できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.636574530055817
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Multimodal Large Language Models (MLLMs) are becoming increasingly popular, while the high computational cost associated with multimodal data input, particularly from visual tokens, poses a significant challenge. Existing training-based token compression methods improve inference efficiency but require costly retraining, while training-free methods struggle to maintain performance when aggressively reducing token counts. In this study, we reveal that the performance degradation of MLLM closely correlates with the accelerated loss of information in the attention output matrix. This insight introduces a novel information-preserving perspective, making it possible to maintain performance even under extreme token compression. Based on this finding, we propose TokenCarve, a training-free, plug-and-play, two-stage token compression framework. The first stage employs an Information-Preservation-Guided Selection (IPGS) strategy to prune low-information tokens, while the second stage further leverages IPGS to guide token merging, minimizing information loss. Extensive experiments on 11 datasets and 2 model variants demonstrate the effectiveness of TokenCarve. It can even reduce the number of visual tokens to 22.2% of the original count, achieving a 1.23x speedup in inference, a 64% reduction in KV cache storage, and only a 1.54% drop in accuracy. Our code is available at https://github.com/ShawnTan86/TokenCarve.
• Abstract（参考訳）: MLLM(Multimodal Large Language Models)はますます普及しており、特に視覚トークンからのマルチモーダルデータ入力に関連する計算コストが高いことが大きな課題となっている。 既存のトレーニングベースのトークン圧縮手法は推論効率を改善するが、コストがかかる。 本研究では,MLLMの性能劣化が注目出力行列における情報損失の加速と密接に関連していることを明らかにする。 この洞察は、新しい情報保存の観点を導入し、極端なトークン圧縮でもパフォーマンスを維持することができる。 そこで本研究では,2段階のトークン圧縮フレームワークであるTokenCarveを提案する。 第1段階では、低情報トークンの発行にIPGS(Information-Preservation-Guided Selection)戦略を採用し、第2段階ではIPGSを活用して、トークンのマージをガイドし、情報損失を最小限にする。 11のデータセットと2つのモデル変異に関する大規模な実験は、TokenCarveの有効性を示している。 ビジュアルトークンの数を22.2%に減らし、推論の1.23倍のスピードアップ、KVキャッシュストレージの64%の削減、精度の1.54%の低下を達成できる。 私たちのコードはhttps://github.com/ShawnTan86/TokenCarve.comから入手可能です。

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