近來，AI領(lǐng)域迎來各個領(lǐng)域的大突破，ChatGPT展現(xiàn)出強大的語言問答能力和推理能力，然而作為一個自然語言模型，它無法處理視覺信息。

與此同時，視覺基礎(chǔ)模型如Visual Transformer或者Stable Diffusion等，則展現(xiàn)出強大的視覺理解和生成能力。

Visual Transformer將ChatGPT作為邏輯處理中心，集成若干視覺基礎(chǔ)模型，從而達到如下效果：

視覺聊天系統(tǒng)Visual ChatGPT可以接收和發(fā)送文本和圖像

提供復(fù)雜的視覺問答，或者視覺編輯指令，可以通過多步推理調(diào)用工具來解決復(fù)雜視覺任務(wù)

可以提供反饋，總結(jié)答案，主動詢問模糊的指令等

這個工作開啟了ChatGPT借助視覺基礎(chǔ)模型作為工具，進行視覺任務(wù)處理的研究方向。

論文鏈接：

https://arxiv.org/abs/2303.04671

開源代碼：

https://github.com/microsoft/visual-chatgpt

論文作者：

Chenfei Wu, Shengming Yin, Weizhen Qi, Xiaodong Wang, Zecheng Tang, Nan Duan

機構(gòu)：微軟亞洲研究院

模型效果

工作流程

記對話，第i輪的回復(fù)，是通過若干次思考調(diào)用工具的結(jié)果來最終總結(jié)出來的。我們記第i輪對話中，第j次的工具調(diào)用中間答案記作，那么

其中，是全局原則，是各個視覺基礎(chǔ)模型，是歷史會話記憶，是這一輪的用戶輸入，是這輪對話里思考和的歷史，是中間答案，是prompt manager，用于把上面各個功能轉(zhuǎn)化成合理的文本prompt，從而可以交給ChatGPT進行處理。以下圖為例進行講解：

對于用戶輸入，添加于全局原則prompt，工具描述prompt，歷史會話prompt之后，送給ChatGPT進行邏輯推理（Use VFM?）得到推理結(jié)果（就是這一次得到的GPT文本輸出）。經(jīng)過正則匹配進行分析，如果工具調(diào)用結(jié)束，則直接提取總結(jié)輸出作為最終回復(fù)，如果是需要繼續(xù)調(diào)用工具，則將提取到的工具名稱、工作參數(shù)，輸入視覺基礎(chǔ)模型，從而得到，置于思考?xì)v史中，進行下一輪推理。或者說喂給GPT的內(nèi)容為：

第一次問答里，第一個API：

第一次問答里，第二個API:

第一次問答里，第三個API:

第二次問答里，第一個API:

第二次問答里，第二個API:

得到GPT的輸出后，正則匹配進行工具的判斷和解析，最終決定流程。API調(diào)用歷史在每次回答后清空，其中只有最后總結(jié)性的回復(fù)被記錄進入對話歷史

細(xì)節(jié)描述

: 系統(tǒng)原則的提示符，“Visual ChatGPT是一個可以處理廣泛語言和視覺任務(wù)的助手，xxxxxx”。在這個prompt的部分，以下內(nèi)容被強調(diào)：Visual ChatGPT的角色，可以訪問且需要盡可能使用視覺基礎(chǔ)模型，要對文件名稱非常敏感不可以捏造，可以且必須遵循嚴(yán)格的Chain-of-Thought思考鏈的格式進行思考（不然正則匹配不出來是否使用函數(shù)和函數(shù)名稱參數(shù)），可靠性等描述。

: 對每個視覺基礎(chǔ)模型的描述，包含工具名稱，使用方法，輸入輸出格式，實例

: 用戶的輸入會被改寫，用來理解圖片和強制GPT思考

：對輸出的處理，鏈?zhǔn)降奈募?imaga/{Name}_{Operation}_{Prev_Name}_{Org_Name}.png"，強制修改GPT內(nèi)容，讓GPT降低思考難度，在指代不清時二次詢問用戶等。

Case Study

論文分析了在各個模塊，如果prompt manager設(shè)計不到位，會各自出現(xiàn)什么問題：

在中，如果不強調(diào)對圖片文件名的敏感，可能會發(fā)生指代錯誤。如果不強調(diào)思考鏈的格式嚴(yán)格，可能正則匹配匹不上。如果不強調(diào)可靠性，不要基于文本上下文腦補，可能會出現(xiàn)不讀圖片直接回答的情況。如果不強調(diào)可以鏈?zhǔn)绞褂霉ぞ撸瑒t可能出現(xiàn)一口吃個大胖子而不能一步一步思考的情況。

類似的，對于工具包的描述，也應(yīng)該對名稱、功能、輸入輸出格式進行嚴(yán)格的設(shè)計。其中，for example進行舉例影響不大，只要前面描述足夠清楚，GPT可以理解，可以刪掉保存token長度。

對于用戶輸入和工具包輸出的后處理，如圖。比較神奇的是，右上角的舉例里，用ChatGPT自己的口吻來說一些原則（從而讓ChatGPT以為是它自己說的，然后順著說），以及直接讓ChatGPT說到"Thought: Do I need a tool"繼續(xù)生成，能強制進入思考鏈，從而大幅度降低思考難度。左下角的舉例里，對于鏈?zhǔn)降奈募瑔朧isual ChatGPT能不能總結(jié)出來文件命名原則，基本總結(jié)正確，這說明此種命名方法，確實可以幫助Visual ChatGPT理解文件的內(nèi)容和依賴關(guān)系，生成路徑。

有意義的啟發(fā)

開啟了ChatGPT處理視覺任務(wù)的新大門

NLP --> Natural Language PhotoShop，自然語言文本描述下的圖片創(chuàng)作編輯和問答

可以通過系統(tǒng)設(shè)計和工具包設(shè)計的Prompt，做到無監(jiān)督的工具調(diào)用，類似于zero-shot的toolformer

ChatGPT本身對仿真場景的能力很強，也讀過圖片路徑和函數(shù)關(guān)系，從而善于使用基礎(chǔ)視覺模型

Prompt很重要，作為純語言模型，前文說它是啥他就仿照啥，除了細(xì)致的要求，一定要多夸一夸他，是能力很強的處理模型，那它順著說，能力才會真的強

Visual ChatGPT本身是一個語言模型，所謂的兩方多輪對話只是一個Human: AI: 的多輪特殊形式前文的繼續(xù)生產(chǎn)，所以，完全可以強行給前文AI: 讓ai自己說一些東西出來，是它信了是它自己說的，這能夠極大的降低生成難度。這在本篇論文里對幾個場景的幫助很大。例如，用戶輸入圖片后，改寫為“Human: 上傳了一張圖片，描述為：{}。注意，這里的描述是幫助你理解圖片的，你不能基于它幻想而不調(diào)用工具。如果你理解了，就恢復(fù)收到。AI：收到。”注意，這里AI回復(fù)的收到，并不是真的GPT的生成內(nèi)容，而是我們強行寫入進dialogue history memory的，而且可以發(fā)現(xiàn)，AI真的相信了。另外一個點是，在用戶的輸入后面，挨著的應(yīng)該是GPT自己的思考內(nèi)容，如果我們借它的口，自己說“推理信息僅自己可見，需要在最后總結(jié)的時候把重要信息復(fù)述給讀者”，效果比在最前文的prompt里效果好很多，可能是因為距離的原因，也可能是AI自己說出來的原因。另外，可以直接給到"Thought: do i need a tool?"去讓GPT繼續(xù)生成，從而一定進入推理鏈，可以匹配到遠處描述思維鏈格式的prompt內(nèi)容，極大的降低思考難度。

外網(wǎng)評價

審核編輯 ：李倩