文本豐富的圖像（如文檔、圖表、場景圖等）在現實場景中扮演著重要角色，準確理解這些圖像對于自動化信息提取和優化用戶交互至關重要。文本豐富圖像理解（Text-rich Image Understanding, TIU）領域涉及兩個核心能力：

• 感知（如文本檢測、識別）
• 理解（如信息抽取、視覺問答）

多模態大語言模型（MLLMs）的出現為文本豐富的圖像理解（TIU）領域帶來了新的維度，系統地分析了該領域 MLLMs的時間線、架構、訓練流程、數據集與基準測試。

TIU MLLMs時間線

1、模型架構

TIU MLLMs的框架通常包括三個核心組件：視覺編碼器、模態連接器和LLM解碼器。

• 視覺編碼器：負責將輸入圖像轉換為特征表示，分為OCR-free（如CLIP、ConvNeXt）和OCR-based（如LayoutLMv3）兩種方式。混合編碼器結合了兩者的優點。

現代LLMs的進化樹追溯了近年來語言模型的發展，并突出了其中一些最知名的模型。根據編碼器的分類，藍色分支代表OCR-free（無OCR），粉色分支代表OCR-based（基于OCR），綠色分支代表混合編碼器。

• 模態連接器：用于將視覺特征與語言特征對齊，常見的方法包括線性投影、多層感知機（MLP）、交叉注意力等。
• LLM解碼器：將對齊后的特征輸入LLM進行推理，生成最終答案。常用的LLM包括LLaMA系列、Qwen系列、Vicuna系列和InternLM系列。

2、訓練流程

MLLM的訓練分為三個階段：模態對齊、指令對齊和偏好對齊。

代表性主流多模態大語言模型（MLLMs）的總結，包括模型架構、訓練流程以及在TIU領域四個最受歡迎基準測試中的得分。“Private”表示該MLLM使用了專有的大型模型。“?”表示結果是通過下載官方開源模型并在本地測試獲得的。

• 模態對齊：通過OCR數據預訓練模型，彌合視覺和語言模態之間的差距。任務包括文本識別、文本定位、圖表解析等。
• 指令對齊：通過指令微調（SFT）提升模型的多模態感知、跨模態推理能力和零樣本泛化能力。分為視覺-語義錨定、提示多樣化增強和零樣本泛化三個層次。
• 偏好對齊：優化模型輸出以符合人類價值觀和期望，如通過混合偏好優化（MPO）提升模型性能。

3、 數據集與基準測試

TIU任務的發展依賴于大量專門的數據集和標準化基準測試。這些數據集分為領域特定（如文檔、圖表、場景、表格、GUI）和綜合場景兩大類。

文本豐富圖像理解領域的代表性數據集和基準測試。每個數據集通常根據其內容、功能和用戶需求標記為訓練或測試用途。

例如：

• 文檔：DocVQA、InfoVQA、DocGenome等。
• 圖表：ChartQA、PlotQA、ChartBench等。
• 場景：TextCaps、TextVQA、ICDAR系列等。
• 表格：TableQA、WikiTableQuestions、TableVQA-Bench等。
• 綜合：OCRbench、Seed-bench-2-plus、MMDocBench等。

https://arxiv.org/pdf/2502.16586 
Multimodal Large Language Models for Text-rich Image Understanding: AComprehensive Review

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