苹果LensVLM:长上下文压缩成图片,模型边看边「放大」

机器之心 2026-10-14 15:59
苹果LensVLM:长上下文压缩成图片,模型边看边「放大」图1


Agent 执行长程任务时,代码、工具输出和交互记录不断累积,上下文也跟着变长。


生成摘要、压缩上下文,可以减少输入,却也可能删掉后续任务需要的细节。一段当时看起来无关紧要的记录,到了下一步,或许就是关键线索。如果模型只能看到压缩结果,就很难再把它找回来。


DeepSeek-OCR 展示了另一条路线:让图像承载文字,用较少的视觉 token 表示文本信息。压缩页面能够覆盖全文,但清晰度成了新的瓶颈。字符越小,模型越难辨认;压得太狠,答案就在页面上,模型却已经看不清了。


许多压缩方案对模型而言是一条单行道:压缩之后,它就无法按需回头查阅原文。那如果给模型一个 “放大镜” 呢?


苹果基础大模型团队与杜克大学提出 LensVLM,让模型先浏览覆盖全文的压缩页面,再展开与问题有关的页面。在七项文本问答评测中,它以 4.3 倍有效压缩达到 68.9% 的平均准确率,接近完整文本参照的 72.4%。


这项工作近期被 NeurIPS 2026 接收,在 X 上也获得了较高关注,并引发了不少关于 “将文本转化为图像进行长上下文理解” 的讨论。Hugging Face 产品负责人 Victor Mustar 在 X 上介绍了该研究,相关帖文获得约 28 万次浏览。公开的 LensVLM 9B Demo 也已上线,读者可以体验模型选页、展开与作答的过程。


苹果LensVLM:长上下文压缩成图片,模型边看边「放大」图2



文字变成图,省下了什么?


语言模型通常将文字拆成文本 token;视觉语言模型则通过视觉编码器,将图像转换为视觉 token。一页图像如果容纳了足够多的文字,表示它所需的视觉 token 就可能少于直接输入原文所需的文本 token。


字号、页面尺寸和文字密度,因此都可以用来调节压缩率,无需重新设计文本词表。与先检索少量片段再阅读相比,压缩图片能够覆盖全文,让分散在不同位置的证据仍有机会被模型找到。


代价也很直接:字符越压越小,可能超出视觉编码器的辨识能力,甚至在像素层面就难以区分。论文中,基础模型直接阅读 5 倍压缩图像,平均准确率仅为 31.3%,明显低于完整文本参照。


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同一段文本在 5×、10×、15× 设置下的渲染结果。压缩越强,视觉 token 越少,字符也越难辨认。


先选页,再细读


LensVLM 将定位证据与读取证据分开。模型先接收问题和全部压缩图片,选择值得细读的页面,再调用展开工具。对于由纯文本渲染的页面,工具返回对应的原文,并将其加入上下文。读完后,如果证据还不够,模型可以继续选择下一页。


Demo 中有一道问题:在电影《Kiss and Tell》中饰演 Corliss Archer 的女性,曾担任什么政府职务?模型面对 15 张压缩页面,选择第 10 页,调用 read_page 读取原文,最终回答 “美国礼宾司司长”。


这里的 “放大镜” 直接访问保存的源内容。系统需要保留原文或原始图像:压缩页面供模型浏览全文,展开内容则补回回答所需的细节。


选哪页,需要训练


给模型接上工具,并不意味着它就知道该读哪一页。


研究以 Qwen3.5-9B-Base 为基础,先筛选出它无法直接答对的样本,再让 Qwen3.5-397B 根据问题、真实证据和标准答案生成工具使用轨迹。通过监督微调,模型学习示范中的推理、选页和回答过程。


随后,研究使用 DAPO 强化学习,继续优化模型自己生成的轨迹。奖励以答案正确性为依据,只有答对时,使用工具才会获得额外加分。


在 5 倍初始压缩设置下,监督微调将平均准确率从 31.3% 提高到 63.7%,强化学习进一步提高到 68.9%。


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LensVLM 的推理与训练流程。模型交替推理和展开页面,通过监督微调与强化学习学习选择性阅读。


压得更狠,还能读懂多少?


主评测覆盖 NQ、HotpotQA、MuSiQue、HELMET,以及未用于训练的 RULER、Qasper 和 LongBench,包含单跳与多跳长文问答。


在 15 倍初始压缩设置下,基础模型直接阅读压缩图像的平均准确率降至 18.1%,LensVLM 则达到 52.1%。虽然与完整文本参照仍有差距,选页后展开阅读,显著缓解了高压缩带来的准确率下降。


不过,展开原文也会消耗输入预算,不能只计算最初的图像有多小。论文因此报告了 “有效压缩率”:用原文 token 数,除以压缩图像与展开内容合计的输入 token 数。


计入展开开销后,5×、10×、15× 三个初始设置,对应的有效压缩率分别为 4.3×、7.4×、10.1×。


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七项文本问答评测的平均准确率与有效压缩率。横轴计入展开后的输入,展示不同方法在准确率与输入预算之间的权衡。


长上下文的速度与成本


在 32K–140K token 的长上下文、15× 初始压缩设置下,全文输入的端到端延迟为 3.62 秒,LensVLM 为 2.83 秒。提前离线渲染并缓存页面图像后,延迟进一步降至 2.52 秒,较全文输入减少约 30%。


同一设置下,LensVLM 的峰值 KV 缓存约为全文输入的十四分之一。在饱和并发测试中,页面预缓存版本的吞吐量约为全文输入的 3.7 倍;按每 GPU 小时 6 美元估算,每千次请求的 GPU 服务成本降低约 73%。


短上下文中,直接输入全文仍然更快。这套方案的优势主要体现在长文档,以及能够复用页面图像的多次查询场景。


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端到端效率与延迟。页面预缓存版本使用提前离线渲染的图像,吞吐量在饱和并发下测量。


PDF 该展开成什么?


纯文本页面可以直接返回原文,原生 PDF 却还包含表格、图形和布局。只提取文字,可能漏掉回答需要的视觉信息。


研究另外训练了两种文档理解变体:一种将页面展开为 OCR 文字,另一种返回高清页面,并在 MMLongBench-Doc 上进行评测。


在页面像素数缩减 15 倍的设置下,直接阅读压缩页面的准确率为 31.1%,OCR 展开变体为 32.1%,高清页面展开变体则达到 41.9%,对应 10.3 倍有效压缩。


在这项评测中,高清页面保留的图表和布局信息,比 OCR 文字更有帮助,但也带来更多输入开销。展开形式需要随内容选择:由纯文本渲染的页面适合返回原文,依赖视觉信息的文档则更适合返回高清页面。


总结


LensVLM 的核心,是让模型在阅读压缩内容时,仍能按需查阅原文。模型先浏览全篇,再把阅读预算用在当前问题需要的页面上。当模型的上下文不断增长,如何让模型主动分配阅读预算,决定哪些内容先粗看、哪些需要细读、何时回头查阅,可能会成为与扩展上下文窗口同样重要的研究方向。


作者介绍


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Roy Xie(谢若宇),杜克大学计算机科学博士生,主要研究基础模型后训练,以及长程任务推理与工具使用。获美国国家科学基金会(NSF)研究生奖学金及苹果 AI/ML 博士奖学金。曾在苹果基础大模型后训练团队实习,现为谷歌研究院研究实习生。个人主页: royxie.com 


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