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Qwen-2.5 omni

news 来源：原创 2025/5/13 19:18:42

Qwen2.5-Omni的主要功能是处理和生成多种模态的数据，包括文本、图像、音频和视频。它能够同时理解和生成这些模态的信息，支持复杂的多模态任务，例如语音对话、视频理解、图像描述生成等。

多模态输入处理：Qwen2.5-Omni可以接收多种模态的输入，例如文本、图像、音频和视频。它通过不同的编码器（如视觉编码器、音频编码器）将这些输入转换为统一的表示形式。
多模态生成：Qwen2.5-Omni不仅可以生成文本，还可以生成语音（通过Talker模块）。这种能力使其在语音交互、视频对话等场景中表现出色。
端到端训练：Qwen2.5-Omni采用端到端的训练方式，确保不同模态之间的信息能够有效融合和协同工作。

Qwen2.5-Omni通过以下方式同步音频和视频的时间信息：

时间交错方法：将音频和视频的表示按时间顺序交错排列，确保它们在时间上对齐。
TMRoPE（Time-aligned Multimodal RoPE）：这是一种新颖的位置编码方法，将音频和视频的时间信息显式地编码到模型中。通过将时间、高度和宽度信息分解并嵌入到旋转位置编码（RoPE）中，模型能够更好地理解和处理时间对齐的多模态数据。

时间交错方法：
- Qwen2.5-Omni将音频和视频的表示按时间顺序分割成块，例如每2秒为一个块。
- 在每个块内，视频的视觉表示放在前面，音频表示放在后面，交错排列。这样可以确保模型在处理时能够同时接收到视觉和听觉信息。
TMRoPE（Time-aligned Multimodal RoPE）：
- TMRoPE将多模态输入的三维位置信息（时间、高度、宽度）编码到旋转位置编码中。
- 对于文本输入，时间、高度和宽度的位置ID是相同的，因此TMRoPE在功能上等同于一维RoPE。
- 对于音频输入，时间ID每40毫秒递增一次，高度和宽度的位置ID保持不变。
- 对于视频输入，时间ID根据实际时间动态调整，确保每个时间ID对应40毫秒。高度和宽度的位置ID则根据视频帧的位置分配。

Thinker-Talker架构是Qwen2.5-Omni中一个非常关键的设计，它专门用于实现高效的流式语音生成。接下来我会详细解释这个架构的工作原理。

Thinker：
- Thinker是基于Transformer的解码器，负责处理和理解输入的多模态信息（包括文本、图像、音频和视频），并生成高级语义表示和文本输出。
- Thinker的主要任务是生成文本内容，并将这些内容的语义信息传递给Talker。
Talker：
- Talker是一个双轨道自回归Transformer解码器，专门用于生成语音标记。
- Talker直接接收来自Thinker的高级语义表示和文本标记的嵌入，并将其转换为语音流。

高维表示与离散标记的结合：
- Thinker生成的高维语义表示隐式地传达了文本内容的语调、情感和语义信息。
- Talker使用这些高维表示和离散的文本标记来生成语音标记，确保生成的语音自然流畅。
滑动窗口机制：
- 为了支持流式语音生成，Talker采用滑动窗口块注意力机制。这种机制限制了当前语音标记的上下文范围，使其只能访问有限的历史信息。
- 具体来说，Talker的注意力机制被限制在一个滑动窗口内，例如，当前标记可以访问前2个块和后1个块的信息。这有助于减少初始延迟，同时保持语音生成的连贯性。
实时解码：
- Talker生成的语音标记通过一个因果音频解码器（如BigVGAN）实时转换为音频波形。
- 这种实时解码机制确保了语音生成的低延迟和高效率。

输入处理：

语音标记生成:

音频解码：

Thinker-Talker架构通过以下方式实现高效的流式语音生成：

这种架构设计使得Qwen2.5-Omni能够在实时对话和多模态交互中表现出色，生成高质量的语音输出。

你的回答已经抓住了关键点，但可以更具体一些。Qwen2.5-Omni不仅在后训练阶段增加了长序列数据集，还在预训练阶段采用了多种策略来增强对长序列的支持。

Qwen2.5-Omni在处理长序列数据时，主要通过以下几种方式来增强模型的能力：

预训练阶段的长序列数据：

在预训练的第三阶段，Qwen2.5-Omni使用了32k序列长度的数据进行训练。这显著增强了模型对长序列的理解能力。
1. 通过处理长序列数据，模型能够更好地捕捉长文本、长音频和长视频中的复杂结构和语义信息。

分块预填充（Chunked Prefills）：

- 在推理阶段，Qwen2.5-Omni采用了分块预填充机制。音频和视觉编码器被修改为支持沿时间维度的分块注意力。
- 例如，音频编码器从对整个音频的全注意力改为每2秒执行一次分块注意力，视觉编码器则通过闪存注意力和简单的MLP层将相邻的2×2标记合并为一个标记，补丁大小设置为14，这使得不同分辨率的图像可以被打包成一个序列。

滑动窗口机制：

- 在语音生成中，Talker模块采用了滑动窗口块注意力机制。这种机制限制了当前语音标记的上下文范围，使其只能访问有限的历史信息。
- 例如，当前标记可以访问前2个块和后1个块的信息。这有助于减少初始延迟，同时保持语音生成的连贯性。

预训练阶段的长序列数据：

- 32k序列长度：通过使用32k序列长度的数据进行训练，模型能够处理更长的文本、音频和视频序列，从而更好地理解和生成复杂的多模态内容。
- 多模态数据：在预训练的第二阶段，模型还引入了8000亿个图像和视频相关数据标记、3000亿个音频相关数据标记以及1000亿个视频与音频相关数据标记。这些数据的多样性和长度帮助模型更好地理解长序列中的语义和结构。

分块预填充：