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BLIP-2

1. 模型简介

BLIP-2: Bootstrapping Language-Image Pre-training with Frozen Image Encoders and Large Language Models, Paddle实现版本.

BLIP-2：使用冻结图像编码器和大型语言模型的语言图像预训练，在VQA,Caption等多图文任务上表现出性能优势。

注：图片引用自BLIP-2.

BLIP-2 Series

visual encoder: ``eva_vit_g`.

model name weight
blip2-stage1 weight
blip2-stage2 weight
blip2-pretrained-opt2.7b weight
blip2-pretrained-opt6.7b weight
blip2_pretrained_flant5xl To be released
blip2_pretrained_flant5xxl To be released
blip2-caption-opt2.7b weight
blip2-caption-opt6.7b weight
blip2_caption_flant5xl To be released
  • blip2-stage1 :blip2第一阶段预训练模型,可用于开启第二阶段预训练
  • blip2-stage2 :使用论文中数据训练好的第一阶段模型,可用于开启第二阶段预训练
  • blip2-pretrained-opt2.7b :对应论文精度Blip2第二阶段训练完成的模型,语言模型使用opt-2.7b,可用于模型微调任务或进行zeroshot vqa推理
  • blip2-pretrained-opt6.7b :对应论文精度Blip2第二阶段训练完成的模型,语言模型使用opt-6.7b,可用于模型微调任务或进行zeroshot vqa推理
  • blip2_pretrained_flant5xl :对应论文精度Blip2第二阶段训练完成的模型,语言模型使用flant5-xl,可用于模型微调任务或进行zeroshot vqa推理
  • blip2_pretrained_flant5xxl :对应论文精度Blip2第二阶段训练完成的模型,语言模型使用flant5-xxl,可用于模型微调任务或进行zeroshot vqa推理
  • blip2-caption-opt2.7b :对应论文精度Blip2第二阶段训练完成并在caption数据集进行微调的模型,语言模型使用opt-2.7b,可用于image caption推理
  • blip2-caption-opt6.7b :对应论文精度Blip2第二阶段训练完成并在caption数据集进行微调的模型,语言模型使用opt-6.7b,可用于image caption推理
  • blip2_caption_flant5xl :对应论文精度Blip2第二阶段训练完成并在caption数据集进行微调的模型,语言模型使用flant5-xl,可用于image caption推理

2. 环境准备

cd PaddleMIX
pip install -r requirements.txt

3. 数据准备

  1. coco数据

数据部分，默认使用coco_karpathy数据，使用该数据不需另外配置，会自动下载。 目前已支持 "coco_caption","vg_caption"等数据集训练

  1. 自定义数据

如果需要自定义数据，推荐沿用coco_karpathy数据格式处理自己的数据。其中每条数据标注格式示例为:

{'caption': 'A woman wearing a net on her head cutting a cake. ', 'image': 'val2014/COCO_val2014_000000522418.jpg', 'image_id': 'coco_522418'}

更多可参考数据集中的annotations/coco_karpathy_train.json文件。

在准备好自定义数据集以后, 我们可以使用 load_dataset() 来加载数据.

from lavis.datasets.builders import load_dataset
coco_dataset = load_dataset("coco_caption", data_files=[[TRAIN_IMAGE_LOCAL_PATH,TRAIN_ANN_LOCAL_PATH,MODE]])
'''
for example:
lcoco_dataset = oad_dataset("coco_caption", data_files=[['/root/.paddlemix/datasets/coco/images/','/root/.paddlemix/datasets/coco/annotations/coco_karpathy_train.json',"train"]])[0]
print(coco_dataset[0])
'''
# {'image':
# '/root/.paddlemix/datasets/coco/images/val2014/COCO_val2014_000000522418.jpg',
# 'image_id': 0,
# 'text_input':'A woman wearing a net on her head cutting a cake. '}

4. 使用说明

我们在Paddle中实现了BLIP-2系列模型，目前包括BLIP-2-OPT、BLIP-2-FlanT5

4.1 训练

无需更改参数即可开始训练BLIP-2 如需调整参数请见以下参数配置示例：

MODEL_NAME="paddlemix/blip2-stage2"
fleetrun --master '127.0.0.1' --nnodes 1 --nproc_per_node 8 --ips '127.0.0.1:8080' run_pretrain_stage2.py \
    --per_device_train_batch_size 128 \
    --model_name_or_path ${MODEL_NAME}  \
    --warmup_steps 2000 \
    --eta_min 1e-5 \
    --learning_rate 0.0001 \
    --weight_decay 0.05 \
    --num_train_epochs 10 \
    --tensor_parallel_degree 1 \
    --sharding_parallel_degree 1 \
    --output_dir "./output" \
    --logging_steps 50 \
    --do_train \
    --save_strategy epoch \
#MODEL_NAME 路径配置等价于 paddlemix/ + 已支持的`model name` 例如 `blip2-pretrained-opt2.7b`,`paddlemix/blip2-stage1`,`paddlemix/blip2-stage1` 等

可配置参数说明(具体请参考paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage2.py注释说明)：

  • model_name_or_path: 指定blip2模型的config和权重路径。
  • text_model_name_or_path :指定blip2 语言模型部分的tokenizer类型,通常与语言模型路径同名例如facebook/opt-2.7b。
  • gradient_checkpointing :指定是否开启recompute以节省运行显存。
  • tensor_parallel_degree: :设置张量模型的并行数。
  • sharding_parallel_degree :设置分片数量，启用分片并行。
  • sharding :设置分片并行类型。
  • resume_from_checkpoint :恢复训练中断的模型有效检查点的文件夹路径。
  • load_model_path :从指定路径加载权重的权重路径 model_name_or_path目前支持,模型下载后默认保存在本地路径 /root/.paddlemix:
  • blip2-stage1预训练模型: paddlemix/blip2-stage1
  • blip2-stage2预训练模型: paddlemix/blip2-stage2
  • blip2-vqa模型/微调预训练模型: paddlemix/blip2-pretrained-opt2.7b, paddlemix/blip2-pretrained-opt6.7b, paddlemix/blip2_pretrained_flant5xl, paddlemix/blip2_pretrained_flant5xxl
  • blip2-caption模型: paddlemix/blip2-caption-opt2.7b, paddlemix/blip2-caption-opt6.7b, paddlemix/blip2_caption_flant5xl.7b

stage1

# 单卡训练
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage1.py
# 多卡训练
fleetrun --gpus=0,1,2,3 paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage1.py

stage2

# 单卡训练
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage2.py
# 多卡训练
fleetrun --gpus=0,1,2,3 paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage2.py

4.2 评估

task_vqa

fleetrun --gpus=0,1,2,3 paddlemix/examples/blip2/run_eval_vqav2_zeroshot.py

task_caption

fleetrun --gpus=0,1,2,3 paddlemix/examples/blip2/run_eval_caption.py

4.3 预测

CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python paddlemix/examples/blip2/run_predict.py

4.4 resume 以stage2为例

# 单卡训练
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage2.py --resume_from_checkpoint outdir/checkpoint-1
# 多卡训练
fleetrun --gpus=0,1,2,3 paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage2.py  --resume_from_checkpoint outdir/checkpoint-1

4.4 指定加载本地模型权重 以stage2为例

# 单卡训练
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage2.py --load_model_path model_dir_path/
# 多卡训练
fleetrun --gpus=0,1,2,3 paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage2.py  --load_model_path model_dir_path/

4.5 配置文件说明

  1. 以blip2-stage2为例,运行:
fleetrun --gpus=0,1,2,3 paddlemix/examples/blip2/run_pretrain_stage2.py
  1. 开启stage2训练 会自行下载相关配置文件和权重至/root/.paddlenlp/models/paddlemix/blip2-stage2
  2. 打开目录下的config.json 如下:
{
  "architectures": [
    "Blip2ForConditionalGeneration"
  ],
  "vision_name_or_path":"paddlemix/blip2-stage2/eva_vit_g",
  "bridge_name_or_path":"paddlemix/blip2-stage2/Qformer",
  "vision_and_bridge_name_or_path":"paddlemix/blip2-caption-opt2.7b",
  "text_config": "facebook/opt-2.7b",
  "freeze_vit": true,
  "initializer_factor": 1.0,
  "initializer_range": 0.02,
  "use_decoder_only_language_model": true,
  "model_type": "blip-2",
  "paddlenlp_version": null,
  "qformer_config": {
    "add_cross_attention": true,
    "attention_probs_dropout_prob": 0.1,
    "cross_attention_freq": 2,
    "embed_dim": 256,
    "fuse": false,
    "hidden_act": "gelu",
    "hidden_dropout_prob": 0.1,
    "hidden_size": 768,
    "initializer_range": 0.02,
    "intermediate_size": 3072,
    "layer_norm_eps": 1e-12,
    "max_position_embeddings": 512,
    "model_type": "bert",
    "num_attention_heads": 12,
    "num_hidden_layers": 12,
    "num_query_tokens": 32,
    "pad_token_id": 0,
    "paddlenlp_version": null,
    "pool_act": "tanh",
    "type_vocab_size": 2,
    "vocab_size": 30522,
    "dropout":  null

  },
  "vision_config": {
    "depth": 39,
    "drop_rate": 0,
    "embed_dim": 1408,
    "epsilon": 1e-06,
    "gradient_checkpointing": false,
    "img_size": 224,
    "mlp_ratio": 4.3637,
    "model_type": "blip_2_vision_model",
    "num_heads": 16,
    "paddlenlp_version": null,
    "patch_size": 14,
    "qkv_bias": true,
    "return_dict": true
  }
}

可配置参数说明：

  • vision_name_or_path: 指定visual encoder的模型路径,默认已经提供
  • bridge_name_or_path : 指定Qformer的模型路径,默认已经提供
  • vision_and_bridge_name_or_path : 指定visual encoder和Qformer拼接好后的模型路径，如果已经指定该路径，可不配置vision_name_or_path,bridge_name_or_path
  • freeze_vit :设置是否冻结visual encoder参数。
  • qformer_config :指定Qformer的config配置。
  • vision_config :指定visual encoder的config配置。
  • text_config :指定语言模型的加载路径通常从paddlenlp中直接加在权重和配置文件,只需给出语言模型在paddlenlp中的路径即可。

paddlemix 支持用户自行拼接visual encoder和Qformer 运行命令如下：

python paddlemix/examples/blip2/merge_weight.py --vision_name_or_path --bridge_name_or_path --save_path