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你有没有遇到过这样的辅导老师:他站在你身后,指着题目说"这里应该填B",语气笃定,你也就跟着写了B。但你从没搞清楚,他为什么觉得是B。是因为他看穿了题目里那个你没注意到的细节,还是因为他自己也不太确定,只是习惯性地这么说话?
这个问题放在人工智能领域,变成了一个非常具体又棘手的技术难题。
现在的多模态大模型,就是那种既能看图又能说话的AI,经常会栽在一些"小事"上。比如一张图里写着"striped"(条纹)这个单词,模型却认成了"checkered"(格子),后面一整段推理都建立在这个错误认知上,说得头头是道,但地基歪了。
研究者们想到一个办法:找一个更强的"老师"模型,让它看到学生模型看不到的信息,比如把图片里关键区域放大特写,然后拿老师的判断去纠正学生。这个思路叫做**在策略蒸馏**(On-Policy Distillation,简称OPD,意思是让老师针对学生自己生成的答案进行批改,而不是脱离实际地给标准答案),配合"特权视角"(老师看到了学生看不到的放大细节),听起来天衣无缝。
但这篇来自上海交通大学、小红书等机构联合发布的论文《VAD: Attributing Visual Evidence for Target Reconstruction in Multimodal On-Policy Distillation》指出,这套流程里藏着一个被长期忽视的漏洞:**老师的每一次纠正,到底是因为看清了图,还是因为别的原因?**
老师的批改里,到底有多少是"真材实料"
我们先把这个问题讲得更具体一点。
研究者设计了一个诊断实验。他们让一个4B参数规模和一个9B参数规模的模型(这里的B指十亿,4B就是40亿参数)各自生成回答,然后在每一个生成的字词位置,都去问那个"特权老师":你觉得这里该改成什么?同时也去问:如果把关键的视觉证据挡住,你还会这么改吗?
结果发现,在老师给出的、修改幅度最大的那批纠正意见里,只有23.2%(4B模型)和22.8%(9B模型)真的和"看没看到证据"这件事强相关。
也就是说,将近八成的"强烈纠正",跟视觉证据本身的关系并不大。它们可能来自老师这个模型本身的语言习惯,也可能来自训练数据留下的某种偏好,但唯独不完全是"我看清楚了图,所以我改"。
这就是论文提出的核心概念:**信号源混杂**(source-mixed,指老师的纠正信号里混合了视觉证据、语言先验和老师模型自身特性,三者叠在一起分不清楚)。
如果不把这三种成分拆开,直接把老师的完整判断塞给学生模仿,会发生什么?
打个比方。你请了一位口音很重、习惯用某些口头禅的家教来批改作文。他划掉你的一句话,写上"这里应该这样写"。这个修改里,可能确实是因为你的表达有逻辑漏洞,但也可能夹杂着他个人的写作癖好,甚至是他自己也没意识到的口头禅式替换。如果你把他的每一次修改都原封不动照抄,你学到的不只是"逻辑更严谨",还有一堆和逻辑无关的、纯粹是他个人风格的东西。长期这样训练下去,你的作文会越来越像他,但不一定越来越对。
如果不做这个区分,直接全盘照搬老师的修改,模型学到的就是这样一锅大杂烩,有用的信号和无关的噪声混在一起,训练效率自然大打折扣。
已有的补救方案:为什么"打分"不够用
在VAD这篇论文之前,已经有研究者注意到这个问题,并且提出了改进方案,但论文认为这些方案都只解决了"怎么改""改多少",没有解决"改的内容对不对"。
第一种思路叫**Vision-OPD**,做法是让老师看放大后的关键区域照片,然后直接把老师的完整判断当作训练目标去让学生模仿。这就是前面说的那种"全盘照抄"策略,问题已经分析过了。
第二种思路更聪明一点,叫**VA-OPD**(Visual-Advantage OPD,视觉优势加权蒸馏)。它的做法是,给每个字词打一个"视觉优势分":让老师分别看清晰版和模糊版的图,如果看清晰版时某个词的概率明显更高,说明这个词"很依赖视觉证据",值得重点学习。
这个思路听起来很合理,但论文里举了一个具体的例子,揭示了它的一个死角。
假设题目问的是"帽子的图案是什么",正确答案是B选项"条纹",学生却选了D选项"格子"。当老师看模糊图时,"格子"这个答案的概率是94.6%,几乎是老师蒙对的置信度。而当老师看清晰图后,"条纹"的概率跃升到95.0%,"格子"的概率骤降到2.0%。
按照VA-OPD的打分规则,视觉优势分只统计"证据出现后概率提升了多少",是一个只算正向增益、不算负向惩罚的**校正后的对数概率变化**(简单说就是看清楚证据之后,某个答案变得更可能还是更不可能)。学生选错的那个"格子"答案,它的概率是从94.6%掉到2.0%,是被证据狠狠打脸的,但因为VA-OPD的打分只往正方向看,这种"被证据推翻"的信息反而被忽略了,"格子"这个词根本没被标记为"高视觉相关性"。
这就好比你考试蒙对了一道选择题,蒙的时候心里其实很虚,后来看到正确解析才发现自己蒙错了,本来该选另一个。如果一个评分系统只关心"哪些答案因为看了解析而变得更有把握",却完全不关心"哪些答案被解析证明是错的",那这套系统就漏掉了一半最重要的信息,就是那些证据明确否定错误答案的时刻。
如果VA-OPD不去处理这种"负向证据",会有什么后果?学生的错误认知得不到明确的反向修正信号,只是在正确答案的可能性上被略微加权,纠错力度会打折扣。
VAD的解法:把老师的话拆开,重新组装一份"看得懂"的教材
搞清楚问题出在哪之后,研究者提出了这篇论文的核心方法:**VAD**(Visual Attribution Distillation,视觉归因蒸馏)。
VAD的基本思路可以概括成一句话:不是直接把老师的判断塞给学生,而是先搞清楚老师这次判断里,有多少是真的因为"看见了",然后只把这部分"看见了才改"的内容,重新组装成一份新的学习目标。
具体怎么做?
第一步,构造对照实验。VAD在训练时,让同一个老师模型(就是学生模型自己的一个初始冻结副本,充当固定不变的裁判)分别去看两张图:一张是把关键区域清晰放大的"证据呈现图",一张是把这个区域故意模糊化的"证据移除图"。老师在这两种情况下,对下一个词该是什么,会给出两份不同的概率分布。
这里出现了一个关键概念,叫**ut**(论文里用这个符号表示"证据方向代理",可以理解成一个信号,衡量"揭示证据"这件事到底是支持还是反对某个候选答案,以及支持或反对的力度有多大)。
ut是怎么算出来的?就是拿"证据呈现"时老师给出的概率,减去"证据移除"时老师给出的概率,两者的差值。如果某个词在证据呈现后概率明显升高,ut就是正的,说明证据在支持这个词;如果概率明显降低,ut就是负的,说明证据在反对这个词。
这一步解决了VA-OPD的那个漏洞:因为ut本身是有正负号的,既能捕捉"证据支持了什么",也能捕捉"证据推翻了什么",不会漏掉负面信息。
回到之前那个"条纹还是格子"的例子。用VAD的方式计算,"格子"这个词对应的ut会是一个很大的负数,因为证据出现后它的概率被压得很低。这个负数不会被忽略,而是会被明确记录下来,用来在后续训练里主动压低学生对"格子"这个错误答案的信心。
第二步,把老师的完整纠正意见,往ut这个方向上做投影。
论文里把老师完整的纠正信号叫做**rt**(老师给出的、相对于学生当前判断的完整修改量),把ut叫做"视觉证据的方向标"。VAD做的事情,是计算rt和ut有多"对得上",只保留对得上的那部分,叫做**r_vis**(视觉可归因部分,即老师的修改里真正能用视觉证据解释的那一块),剩下的部分叫**r_res**(残差,指老师修改里无法用这次视觉对照解释的那一部分,可能是语言习惯,也可能是别的什么,论文没有把它简单归为"纯语言噪声",而是谨慎地称为"未被证据解释的部分")。
这个投影过程用了一个数学公式,其中有一个系数叫**βt**,它的计算方式保证了:如果老师的修改方向和视觉证据的方向完全对不上(也就是两者内积小于零),这个系数就直接归零,也就是说这次不施加任何视觉修正。只有当两者方向一致时,才会按比例提取出对应的修正强度。
这个设计其实很像医院里的"双盲对照实验"。医生想知道一种药到底有没有效果,光看病人吃药后症状变化是不够的,因为可能是心理作用,也可能是自愈。真正靠谱的做法是设置对照组,一组吃药一组吃安慰剂,比较两组的差异,这个差异才是药物本身的真实效果。VAD做的正是这件事:老师看清晰图和看模糊图之间的判断差异,才是"视觉证据"这个变量真正起作用的部分,而不是老师这次判断的全部内容。
如果VAD不做这个投影,直接把rt整个当作目标,那就退化回了Vision-OPD的老问题,老师纠正意见里那七八成的"混杂信号"照样会被学进去。
支持和反驳,要分开算账
搞定了"哪部分该学"之后,VAD还做了一层更精细的处理:把ut拆成"支持"和"反驳"两条分支,分别控制力度。
为什么要这么拆?
因为在实际场景里,证据对不同候选答案的影响强度是不对称的。有时候证据非常明确地否定了一个错误答案(就像前面"格子"从94.6%暴跌到2.0%),但对正确答案的支持力度可能没有那么夸张。如果不加区分地用同一个系数去处理正负两个方向,可能出现某一方向被过度放大或压缩的问题。
论文的具体做法是,把ut拆成正向部分u?(证据支持的候选词)和负向部分u?(证据反对的候选词),分别计算这两部分和原始纠正意见rt的一致程度,得到两个"认同分数",再按比例分配一个总的修正预算。这里有个细节:对正向支持这一侧,论文额外设置了一个上限**τ+**(正向分支的封顶值,4B模型设为0.8,9B模型设为0.7),目的是防止某些不太确定的正向证据信号权重过大,喧宾夺主。而反向反驳这一侧,没有设上限,因为"证据明确说这是错的"这种信号,通常更值得完全信任,不需要打折扣。
这就像家长在批改孩子作业时的分寸感。如果孩子写错了一个字,家长确定无疑地指出这是错的,这种否定应该是干脆利落的,不需要留有余地。但如果家长觉得某种写法"或许更好",这种建议式的肯定就应该温和一些,留出孩子自己判断的空间,不能一股脑地强加。VAD对支持和反驳设置不同的处理方式,本质上是在模拟这种"否定要坚决,肯定要留有余地"的分寸感。
拿到这两部分修正量之后,VAD把它们叠加,重新构造出一个新的学习目标,论文管这个叫**q_VAD**(重新构造出来的、以学生当前判断为基础、只叠加视觉可解释修正的目标分布)。这个目标不是直接照抄老师,而是"学生原本的判断 加上 经过筛选的视觉修正量",相当于在学生已有的认知基础上,做一次有依据的局部调整,而不是整个推倒重来。
光靠视觉信号还不够,还得留一根安全绳
VAD团队在实验中发现了一个有意思的副作用。
如果只用这套视觉归因的目标去训练模型,也就是完全抛弃老师原始判断中那些"未被证据解释"的部分,模型的语言表现会开始跑偏:回答变得又长又啰嗦,容易重复车轱辘话,该给出答案的时候拖泥带水,甚至连什么时候该停下来结束回答(论文里提到的"EOS行为",也就是模型判断该结束生成的机制)都变得不稳定。
这个现象其实很好理解。视觉归因这套机制,聚焦的是"这个词该不该改,因为证据支持或反对它",但它压根没有专门去管"这句话说得顺不顺""该用什么格式回答""该在哪里收尾"这些和语言表达能力相关的事情。就像一个只专注纠正你逻辑漏洞的老师,从不管你的病句和标点符号,你听他的话改完逻辑,文章的行文流畅度可能反而变差了,因为没人在管这块。
所以VAD在正式训练里,额外保留了一个**弱正则项**(论文里叫Lreg,一个权重较小的辅助损失,作用是让模型别完全脱离老师原始判断中那些和语言表达、格式规范相关的内容)。这个正则项的具体做法是,先算出这次视觉归因修正占老师完整纠正意见的比例,如果这个比例越小(说明老师这次的修改大部分是"未被证据解释"的内容),就给这个原始老师判断分配更大的权重,用来兜底那些视觉归因机制没管到的语言层面的东西。
最终整个训练损失,是视觉归因目标的主损失,加上这个弱正则项,按一个较小的系数λ(论文里设为0.1)加权组合。这个安排的分寸感很清楚:视觉归因是主角,负责精准纠错;原始老师判断是配角,负责兜底防止语言表达失控。
六个测试场景,两个模型规模,全面对比
方法讲完了,接下来看实际效果。
研究者在六个专门考察"细粒度视觉能力"的测试集上做了对比,包括V*、ZoomBench、HR-Bench(分4K和8K两个难度)、MME-RealWorld(分英文和中文版本)。这些测试的共同特点是,题目往往依赖图片里某个很小、很容易被忽略的细节,比如一小段文字、一个不起眼的物体属性。
实验用了Qwen3.5系列模型的4B和9B两个规模版本,训练数据完全一致(6241条来自Vision-OPD公开的合成视觉问答数据),保证公平对比。
| 模型规模 | 方法 | V* | Zoom | HR-4K | HR-8K | MME-EN | MME-CN | 六项平均 |
| 4B | Qwen3.5基座 | 82.20 | 48.28 | 85.75 | 81.38 | 63.89 | 63.58 | 70.85 |
| 4B | GRPO(强化学习基线) | 81.68 | 56.57 | 76.75 | 75.62 | 71.10 | 68.58 | 71.72 |
| 4B | Vision-OPD | 89.53 | 59.41 | 81.75 | 80.12 | 74.51 | 70.17 | 75.92 |
| 4B | VA-OPD | 90.05 | 58.11 | 81.88 | 78.75 | 73.29 | 67.42 | 74.92 |
| 4B | **VAD(本论文)** | **92.15** | **60.59** | 85.38 | 83.38 | **76.97** | **71.47** | **78.32** |
| 9B | Qwen3.5基座 | 86.39 | 52.31 | 85.12 | 80.88 | 71.13 | 67.31 | 73.86 |
| 9B | Vision-OPD | 92.72 | 59.26 | 85.13 | 83.75 | 71.76 | 68.65 | 76.88 |
| 9B | VA-OPD | 86.91 | 62.84 | 86.12 | 82.75 | 71.17 | 70.20 | 76.67 |
| 9B | **VAD(本论文)** | **94.76** | 62.49 | **87.88** | **85.75** | **76.56** | **72.13** | **79.93** |
从这张表能看出几件事。
VAD在4B规模下,六项测试的平均分是78.32,比同规模最强的对照方法Vision-OPD高出2.4分。在9B规模下,平均分达到79.93,比Vision-OPD高2.88分。差距虽然不算特别夸张,但考虑到这是在完全相同的训练数据、相同的更新步数下取得的,说明多出来的分数,确实来自"怎么构造学习目标"这个环节的改进,而不是靠堆数据堆算力。
更有意思的是,VAD的4B版本(只有40亿参数)平均分78.32,居然超过了参数量大得多的闭源模型Gemini 3 Flash(77.32分)和Gemini 3.1 Pro(78.04分),也超过了397B参数的开源大模型Qwen3.5-397B(76.49分)。
这里要泼一点冷水,这种跨体系的对比只能作为参考,因为不同模型的架构、训练数据、算力投入完全不同,没法做严格的控制变量比较。但至少说明,把学习目标构造得更精准,能在小模型上撬动出不小的能力提升,这本身是有价值的。
拆开老师的话之后,到底装的是什么
VAD声称它能把"视觉可解释的修正"和"其余部分"分开,但这个说法是不是真的成立,光看最终测试分数还不够有说服力。研究者又做了一层语义层面的分析,去看这两部分内容到底装了些什么词。
他们把老师的完整纠正意见rt、拆分出来的视觉归因部分r_vis、以及剩余的残差部分r_res,各自拿出高权重词汇,做了分类统计,分成五类:视觉属性词(比如颜色、材质)、物体和内容词、选择题的选项符号(A/B/C/D)、语言和格式相关词、以及和图片裁剪、模糊等技术操作相关的杂项词。
统计结果显示,在r_vis这部分里,视觉属性、物体内容、选项判断这三类加起来占了42.0%的比重,而在完整的rt里这个比例只有26.7%,在残差r_res里更是只有17.7%。反过来,语言格式和杂项词汇,在r_vis里占58.0%,在rt里占73.3%,在r_res里高达82.3%。
具体到单个词,A、B、C、D这几个选项符号,以及"竖直的""金属的"这类具体的属性词,在r_vis里的权重明显更高。而"to""inside"这类介词、连接词,以及和裁剪、模糊化操作相关的词,反而更多地留在了r_res里。
这个结果说明,VAD的投影操作不是简单地把老师的话按比例缩小,而是真的把内容按语义做了重新分配。视觉归因部分承载的是"这里该填什么答案""这个物体是什么颜色什么材质"这类和视觉证据直接相关的判断,残差部分则更多是语言表达层面的东西。
这就像把一份混录的音频文件,用降噪软件分离出人声和背景噪声两条音轨。分离得好不好,不能只听整体音量大小是不是降低了,得听分离出来的人声轨道里,是不是真的没有背景杂音,而背景音轨里,是不是没有把人说话的关键词也带进去。VAD这里做的语义分析,就是在验证这种"音轨分离"的质量,而不是简单地做音量缩放。
拆开各个组件,看看到底谁在起作用
研究者还做了一系列消融实验,就是把VAD拆开,一个模块一个模块地去看它到底贡献了多少。
他们对比了六种不同的学习目标构造方式:直接用老师的完整判断(最原始的Vision-OPD做法);对老师判断做简单的等比例缩放(但方向不变,还是混杂的);只做投影但不加区分支持反驳、也不加安全绳正则项的版本;投影加安全绳但不区分支持反驳;完整的支持反驳分离版本但不加安全绳;以及最终的完整VAD。
结果显示,从"直接照抄老师"到"简单缩放",六项测试平均分只提升了0.27分,几乎没什么用。但从"简单缩放"跳到"不加安全绳的投影版本",分数从76.19跳到77.06,提升了将近1分。再从这个"单侧投影"升级到"支持反驳分离"版本,分数又从77.06涨到78.06,多了整整1分。加上安全绳正则项之后,最终版本达到78.32。
这组数字说明了一件事:真正带来大幅提升的,是"把混杂的纠正信号拆开,只保留视觉可解释部分"这个核心操作,而单纯的数值缩放几乎没用。这也从侧面印证了论文一开始的判断,VA-OPD这类"给整体判断加权重"的方法,之所以效果有限,是因为它没有触及问题的根本,就是学习目标本身是混杂的,权重加得再巧妙,混杂的内容还是混杂的。
走出考试范围,模型会不会"水土不服"
一个模型如果专门针对某几类题目做了强化训练,很容易出现"过拟合"的问题:在训练涉及的场景里表现很好,一旦换个完全没见过的任务类型,反而不如没训练过的原始模型。
为了检验VAD训练出来的模型有没有这个问题,研究者专门找了四个和训练数据完全无关的测试集,包括MMVP、CV-Bench、MMStar、POPE,考察模型在这些"陌生考场"里的表现。
结果显示,在4B和9B两个规模下,VAD都是唯一一个相比原始基座模型有正向提升的方法。4B规模下提升0.24分,9B规模下提升0.23分。而其他对照方法,比如GRPO在4B规模下反而倒退了4.2分,VA-OPD倒退2.72分,就连思路上和VAD比较接近的Decomposed OPD,在9B规模下也倒退了1.36分。
这个结果挺有意思。它说明VAD这套"只学有证据支撑的部分"的思路,客观上起到了一种"防止跑偏"的作用。因为它没有强迫模型去模仿老师全部的判断习惯,而是只学习那些真正和视觉证据相关的调整,模型在专精能力提升的同时,没有丢掉原本更广泛的通用能力。
写在后面
读完这篇论文,最触动我的一点其实不是VAD这套方法本身有多精巧,而是那个23.2%的诊断数字。
一个团队愿意先花大力气去证明"我们现在用的训练方式其实有问题",而不是急着去堆一个更复杂的模型,这个态度本身值得说一说。很多论文上来就是"我们提出了更强的方法",但很少有论文愿意先老老实实地量化一下现有方法到底"混杂"到什么程度,用具体数字把问题钉死,再去谈解决方案。
另一个让我停下来想了一会儿的地方,是VA-OPD那个"漏掉负向证据"的案例。这种错误不是那种一眼就能看出来的bug,而是设计逻辑里一个很隐蔽的死角:只往一个方向看优势,天然就会漏掉另一个方向的信息。这种问题在很多打分系统里可能都存在,只统计"变好了多少",却没人问"变差了多少"这个问题有没有被认真对待。
还有一点没在正文里细说,但值得单独提一句:VAD承认自己的局限,就是每次干预只用一组对照视图去估计视觉证据的方向,这个估计本身可能存在偏差,多角度、多视图或许能给出更靠谱的方向标。论文没有回避这一点,反而把它明确写进了限制部分。
一个AI模型能不能分清"我这次改对,是因为真看懂了,还是因为习惯性地这么说",这个问题放大来看,其实和人类学习一件事时能不能分清"我懂了,还是我只是记住了",是同一个问题的两种版本。
Q&A
Q1:VAD是什么?
A:VAD全称Visual Attribution Distillation(视觉归因蒸馏),是一种多模态AI训练方法。它的核心做法是,通过对比"证据呈现"和"证据移除"两种情况下老师模型判断的差异,只提取出真正由视觉证据支撑的那部分修正内容,重新构造一份更精准的学习目标去训练学生模型,而不是让学生直接照抄老师的全部判断。
Q2:VAD和之前的Vision-OPD、VA-OPD相比,主要区别是什么?
A:Vision-OPD直接让学生模仿老师看清晰图后的完整判断,问题是这个判断里只有约23%真正和视觉证据强相关。VA-OPD给纠正意见按视觉相关度打分加权,但只统计正向增益,会漏掉证据明确否定错误答案的负向信号。VAD则通过投影计算,把老师判断拆成"视觉可解释部分"和"残差部分",只用前者重新构造学习目标,同时正负两个方向都能兼顾。
Q3:VAD训练出来的模型效果具体好在哪里?
A:在六个细粒度视觉测试上,VAD在4B和9B两个模型规模下都取得了对照方法中最高的平均分,分别是78.32分和79.93分,比同规模最强对照方法高出2.4到2.88分。同时VAD训练出的模型在完全没见过的陌生测试集上也保持了正向提升,没有出现专精能力提升但通用能力下降的问题。
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