视觉 token 是图像经过局部切分与编码后,供模型继续处理的向量表示。 原图像素多、视觉塔看到的 patch 多、语言模型收到的 token 多,是三个相关但不同的数量。高分辨率方案的主要差别,就藏在这三者之间。

考虑一张宽 1600、高 400 的教学长图,里面有很小的文字。直接拉成 224 方图会改变形状;保持比例缩小会让文字更小;切成多张局部图可以保留细节,却会增加计算并割裂局部之间的关系。不存在一个既完全保留信息、又不付额外成本的通用预处理。

先分清六种操作

操作改变的对象主要风险或代价
Resize,缩放原图像素采样网格细节损失或宽高比变化
Padding,补边图像或序列的空白位置若未正确 mask,会引入无效计算或干扰
Crop / tile,裁块提供给视觉塔的图像视图重复计算、边界切断和位置映射
Patch embedding一张视图内的局部像素块块大小影响序列长度与局部采样
Packing,打包批次中序列的组织需要区分不同样本的注意力与输出
Token merging已有局部表示压缩后可能丢失空间细节

这里有一个容易被命名掩盖的区别。预处理代码把 336 像素见方的裁图也叫 patch,ViT 内部又可能把它切成 14 像素见方的 patch。这两个 patch 属于不同层级。讨论参数前应明确,它是裁块边长、视觉塔 patch_size,还是合并后 token 的有效空间步幅。

长图缩放、补边、裁块与编码后合并在处理流程中的不同位置

图 1 原创处理位置示意。裁块操作产生多幅视图,patch embedding 在每幅视图内部进行;图上相同颜色保持输入与输出的对应,不表示实际特征值。

同一张图,两个模型阶段可能看到不同的长度

先算一个不涉及具体模型的例子。 图像、 非重叠 patch,产生 个局部位置。若在编码后按相邻 合并,空间网格变成 ,内容 token 数为 256。

这降低的是合并后阶段处理的长度。视觉编码器已经处理过 1024 个位置,不能把后面的 256 当作其从始至终只计算了 256 个 patch。若合并前有全局注意力,其成本也不能直接按 256 来估计。

Qwen2-VL 提供了一个具体实例:动态分辨率进入修改后的 ViT,使用 2D-RoPE 表示空间位置,随后用 MLP 合并相邻 token。按论文的 、patch_size 为 14 的例子,先有 256 个 patch,合并为 64 个内容 token,再加起止边界符,进入语言模型的数量为 66。(Wang et al., 2024)

这个 66 属于该模型和该尺寸的设置,不是任意图片的固定价格。处理更宽、更高的图像时,内容 token 数会改变;边界符、视频时间和其他特殊 token 也需要按实际处理器计数。

多裁块怎样补细节,又会带来什么

LLaVA-NeXT 的早期发布强调更高输入分辨率和多种宽高比。在其公开预处理实现中,AnyRes 流程选择候选画布、保持比例缩放并补边,再切为局部图;还保留一幅全图缩略视图。局部图提供细节,全图视图提供较完整的布局线索。(Liu et al., 2024; LLaVA-VL Contributors, n.d.)

它并不意味着每个局部块都独立理解完整场景。若一个对象或一句话跨越裁块边界,后续模型仍需结合位置信息与全局上下文。重叠裁块可以减少某些边界问题,但也会重复采样同一区域;去重与合并又成为系统需要处理的事情。

要估计这种方案的代价,可以先数视图,再数每幅视图内的 token。例如自行设定“4 幅局部图加 1 幅全图,每幅产生 576 个内容 token,暂不压缩”,总数就是 。这仅是教学预算,不是所有 LLaVA-NeXT 检查点的最终长度;换了裁图规则、去 padding 或合并方式,数字就会变化。

NaViT 的 Patch n’ Pack 把不同图像产生的变长 patch 序列放入一个固定长度的计算容器。注意力 mask 阻止不同样本相互读取,输出汇聚按每张图分别进行。(Dehghani et al., 2023)

设三张教学图分别有 80、160 和 240 个 token,而容器长度为 256。逐图填充时,三个容器共 768 个位置,有效位置只有 480;把前两张放在一个容器、第三张单独放在另一个容器,共 512 个位置,只剩 32 个填充位置。这个例子显示的是 padding 的利用率变化,不是实际吞吐提高了 50%。

变长样本的逐图填充与打包,以及只允许样本内部通信的块对角注意力 mask

图 2 教学序列的长度与 mask。颜色标记三个样本,灰色为填充;右侧矩阵仅示意样本间禁止通信,不代表完整 token 级矩阵的实际尺寸。

真正实现中,还需要正确的位置坐标、样本边界和计算内核。如果只是把序列连接起来,却没有正确屏蔽不同图像,训练任务已经被悄悄改变。若实现仍计算大量被 mask 的位置对,打包的实际收益也需要测量,不能只看有效 token 比例。

NaFlex 怎样调整图像尺寸与宽高比

SigLIP 2 的 NaFlex 变体支持可变宽高比和序列预算。它先在预算内尽量保留宽高比,调整图像尺寸为 patch_size 的倍数,再生成 patch、坐标和 padding mask;学习的位置表被插值到目标网格。(Tschannen et al., 2025)

这个设计把“允许不同形状”与“资源预算有限”放在一起考虑。模型还需要在训练中接触相应分辨率范围。论文区分训练范围内的插值与范围外的外推表现,因此不能因为一个处理器接受更大的尺寸,就宣布细节理解必然改善。

NaViT、NaFlex 和多裁块都可能保留更多长宽结构,但侧重点不同。NaViT 重点改变训练批次组织;NaFlex 重点提供同一编码器的可变形状、可变预算接口;多裁块让一个固定尺寸视觉塔反复查看多个视图。它们可以与其他操作组合,不能只靠“支持任意分辨率”一句话区分。

读处理器,比猜模型名字更可靠

实际接入时,至少记录原图大小、缩放和裁图规则、patch_size、合并位置,以及最终有效 token 与特殊 token 的数量。还要保存坐标映射,否则模型在裁块中给出一个框,系统可能把它错误地解释成原图坐标。

这些记录也帮助定位错误。小字在缩放时已经消失,增加语言模型的生成长度不会恢复原始证据;视觉塔有信息而连接器压缩过强,则应检查合并阶段;不同图像意外互相影响,则要查样本 mask 与批次组织。先找到信息在哪一步改变,才有条件讨论“换一个更大模型”是否有用。

本页只进行教学长度计算,不测模型速度或识别精度。原文:NaViT · Trackback、Qwen2-VL · Trackback、SigLIP 2 · Trackback。

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参考文献

Dehghani, M., Mustafa, B., Djolonga, J., Heek, J., Minderer, M., Caron, M., Steiner, A., Puigcerver, J., Geirhos, R., Alabdulmohsin, I., Oliver, A., Padlewski, P., Gritsenko, A., Lučić, M., & Houlsby, N. (2023). Patch n’ Pack: NaViT, a Vision Transformer for Any Aspect Ratio and Resolution. https://arxiv.org/abs/2307.06304
Liu, H., Li, C., Li, Y., Li, B., Zhang, Y., Shen, S., & Lee, Y. J. (2024, January 30). LLaVA-NeXT: Improved Reasoning, OCR, and World Knowledge. https://llava-vl.github.io/blog/2024-01-30-llava-next/
LLaVA-VL Contributors. (n.d.). LLaVA-NeXT: Image Preprocessing in mm_utils.py. Retrieved October 26, 2026, from https://github.com/LLaVA-VL/LLaVA-NeXT/blob/main/llava/mm_utils.py
Tschannen, M., Gritsenko, A., Wang, X., Naeem, M. F., Alabdulmohsin, I., Parthasarathy, N., Evans, T., Beyer, L., Xia, Y., Mustafa, B., Hénaff, O., Harmsen, J., Steiner, A., & Zhai, X. (2025). SigLIP 2: Multilingual Vision-Language Encoders with Improved Semantic Understanding, Localization, and Dense Features. https://arxiv.org/abs/2502.14786
Wang, P., Bai, S., Tan, S., Wang, S., Fan, Z., Bai, J., Chen, K., Liu, X., Wang, J., Ge, W., Fan, Y., Dang, K., Du, M., Ren, X., Men, R., Liu, D., Zhou, C., Zhou, J., & Lin, J. (2024). Qwen2-VL: Enhancing Vision-Language Model’s Perception of the World at Any Resolution. https://arxiv.org/abs/2409.12191