LOWN:免训练解码法,只在图像真能改变答案时才看它
扩散式视觉语言模型(diffusion VLM,下文简称 DVLM)解码时,每个去噪步都要把整段输入重新前向一遍,而这段输入里九成以上是视觉 token。2026 年 10 月的 arXiv 预印本 LOWN 先把这笔浪费量了出来,再给出一条既不需要训练、也不需要调阈值的规则把它省掉:每一步先不看图猜一遍,如果猜出来的结果与上一次看了图的预测一致,就直接沿用旧结果并跳过图像。在十个基准上,它保住了 LLaDA-V 99.6% 的分数,平均只花 35.3% 的解码 FLOPs。LOWN
此前的加速路线大体分三支:删掉或合并一部分视觉 token、给双向注意力补一个近似 KV cache、让一步多解几个掩码位置。论文作者自己的归纳是,三支都在"一次前向内部"或"这一步解多少"上动手,没有直接问过一个问题:这一步到底需不需要那张图。LOWN 的答案建立在一组测量上。把图像撤掉后,只有 22.8% 的解码步会改变至少一个被解掩码的 token,最少的基准是 7.9%,最多的是 43.8%。这个近六倍的跨度本身就否定了"每三步看一次图"这类固定调度。
扩散式视觉语言模型每步都在重算同一张图,九成输入是视觉 token
这类模型贵的地方不是"生成长",而是"每一步都要把同一张图重新过一遍"。LLaDA-V 每张图产生 729 个视觉 token。LLaDA-V 而视觉 token 到底占多少、省掉它又能省多少,则是这篇论文在 LLaDA-V 的十个基准上测出来的一组数:视觉 token 占完整输入的比例从 89.0% 到 97.0%,非加权均值 94.4%;而把这些 token 全部移除、只留提示与带掩码的响应,一次前向的成本只要原来的 3% 到 10%。LOWN
每步重算,是解码方式决定的。掩码扩散解码不从左到右逐词输出:响应先整段写成掩码,每一步模型对所有掩码位置同时给出预测,再解出一批(LLaDA-V 取置信度最高的一批),没解出的继续留着掩码,如此重复到解完。因为预测任一位置时都能看到整段序列,主干的注意力去掉了因果掩码,改成双向。上一次算好的 key 和 value 在新一步不再成立,标准的 KV cache 因此用不上。LLaDA

图注:三栏并置。(a) 自回归模型按 next-token 预测训练,下方是自左向右的连边;(b) LLaDA-V 训练时图像与提示不掩码,只随机掩码响应;(c) 推理从整段掩码的响应出发,每轮由 mask predictor 预测、把一部分重新打回掩码,直到全部解出。视觉编码器与 MLP 投影没有画在图中。LLaDA-V
于是"推理慢"在这里有了具体形状。输入里九成是视觉 token,每个去噪步都把这段输入完整前向一次,而这张图在相邻两步之间一个像素都没变。算力花在重复上,不在新增信息上。
图像只在 22.8% 的解码步上改变了结果
先量再改,是这篇论文的路线。把图像撤掉后,平均只有 22.8% 的解码步会改变至少一个被解掩码的 token。测量方法是在 LLaDA-V 的标准解码轨迹上,每一步并行跑两次前向:一次带图,叫 FULL forward;一次把视觉 token 全部移除但保留原来的位置编号(position IDs),叫 TEXT-ONLY forward。只有 FULL 的结果决定这一步解哪些位置,TEXT-ONLY 的输出绝不写进解码状态。所以被测量的轨迹就是基线自己的轨迹,测出来的分歧不是方法引入的。
三组观测各有各的口径。在被解掩码的位置上,两次前向给出同一个 top-1 token 的比例是 83.4%,这是 token 粒度。最终答案里,有 85.0% 的 token 在被正式解掩码之前就已经是这个预测,说明大部分答案很早就定了。而"图像至少改变了一个被解掩码决策"的步占比就是前面那个 22.8%,这是步的粒度。83.4% 说的是位置,22.8% 说的是步骤,两个数不能互换引用。
逐基准看,跨度很大:MMBench 只有 7.9%,DocVQA 高到 43.8%,其余八个基准落在 8.2% 到 37.8% 之间。十个基准里有八个的分歧集中在早期去噪步,随后下降,但 DeCapBench 是反例。分歧并不总在开头出现,这一点直接决定了固定调度会失效:论文用周期 4 的固定调度在 MathVista 上做了对照,算力与 LOWN 相当,分数却低 4.0 分。

图注:左半是五张热图,横轴为 token 位置(从前到后),纵轴为去噪步(从早到晚),色条是 FULL 与 TEXT-ONLY 顶 1 预测的分歧百分比,从 0 到 80。右半是十个基准的"图像依赖步"百分比条形图,每条带 95% 置信区间,MMBench 最低 7.9%,DocVQA 最高 43.8%。LOWN
这张图也是 LOWN 选择按步判断、而不是按固定周期判断的直接依据。
不看图也能推进的理由:上次含图的预测被验证仍然成立,就整段复用
LOWN 的核心是一条自证规则。每次看了图的前向都会留下一份锚点(anchor),也就是它对所有仍被掩码位置的预测与置信度。之后每一步先不看图跑一次 TEXT-ONLY,凡是这次预测与锚点一致的位置,就按锚点的答案解掩码;一旦遇到第一处不一致,就停下来,跑一次带图的前向刷新锚点。
决策的颗粒度值得先说清,因为它决定了 LOWN 与剪枝的根本差别。视觉 token 剪枝是"少看一部分",被删掉的 token 之后再也不回来;LOWN 是"这一次一个都不看",图还在,下一步需要时仍然可以看完整的一张。
一致之所以能同时证明两件事,是因为它把两个问题压成了一个观测。如果这一步的答案依赖图像,撤掉图像后预测就该变;现在没变,说明这一步不需要图。而锚点是看过图的版本,它在新状态下仍然被复现,说明它还没过期。可以借合书复述来想这件事:锚点相当于上次对着课本写下的答案,TEXT-ONLY 相当于这次合上书重写一遍。重写结果与上次一致,这段就可以直接交卷,而"上次对着书写的"这个前提也同时说明它没过期;遇到第一处对不上,就翻回课本,也就是跑一次 FULL。区别在于模型的自证是统计性的,不是逻辑必然。
认证也不是逐位置独立打勾再汇总。模型把掩码位置按锚点置信度从高到低排,从头往下核对,遇到第一个分歧就截断,只接受这一段连续前缀,记作 U_text。前缀里还加了一条重复守卫,因为同一次 TEXT-ONLY 前向里各位置是相互独立预测的,相邻位置可能吐出同一个 token,不拦住就会在回复里写成重复词。
接下来的分支只有两条。认证出的 token 数不少于这一步该解的 k 个,就整段接受,跳过 FULL,这一步甚至可以解超过 k 个,因为证书够多。不够 k 个,就跑 FULL 刷新锚点,并按"分歧优先"解 k 个,也就是两个前向不一致的位置先解,其余按置信度排。两条分支都至少解 k 个,所以 LOWN 的步数不会超过基线。关键在于认证前缀的长度同时决定了"要不要看图"和"这一步解几个",一个量管两个决策,因此它不需要任何阈值。对照之下,调度类方法 KLASS 要同时定置信度阈值与 KL 阈值,论文给出两个模型乘四个基准共八组互不相同的推荐配置。KLASS

图注:跨步流程。左侧时间轴上每步的输入框都标着 No Visual Tokens;中部 anchor prediction 条带列出候选 token 与置信度柱;TEXT-ONLY forward 的预测与之比对,一致处打绿勾标 Certified,不一致处打红叉标 Uncertified;右侧黄色区域是 FULL forward 分支,输入含一张棕熊图片,产生 New Anchor,再按分歧优先解掩码。图中 token 是教学示意。LOWN
论文把这个过程折算成一个三项的成本比:
$$ R = \frac{n_F}{T} + \frac{n_T}{T}\cdot\frac{C(N_T)}{C(N_F)} = f + \sigma\rho $$
f 是跑 FULL 的频率,证书直接压低它;σ 是相对步数,整段接受让轨迹在 T 步里少走一些;ρ 是 TEXT-ONLY 前向相对于 FULL 的单位成本,视觉 token 占比越高,ρ 越小。要注意跑 FULL 的那一步同时付了两次前向的钱,一次无图一次带图,所以降低 f 的收益比直觉更大。
十个基准保住 99.6% 的分数,解码算力压到基线的 0.353 倍
主结果是十个基准平均保住 99.6% 的分数,代价是 0.353 倍解码 FLOPs。更有说服力的是对比方式:对手不是按分数挑出来的,而是按 FLOPs 匹配,每个基准取"FLOPs 不低于 LOWN 的最便宜网格点",分数不参与选参。也就是说,表里每个对手至少花了和 LOWN 一样多的算力。
| 方法 | 平均分保真 | 解码 FLOPs |
|---|---|---|
| LOWN | 99.6% | 0.353× |
| RedVTP | 93.0% | 0.392× |
| ZOO-Prune | 94.2% | 0.405× |
| KLASS | 91.9% | 0.423× |
这不是"略好一点"。在同等或更高预算下,剪枝族和调度族各丢掉 5.8 到 8.1 个百分点,而 LOWN 只丢 0.4 个;它在八个基准上分数最高。把每个基准的分数封顶在 100%,不让某些基准超过基线的增益抵掉别处的损失,平均仍有 98.6%。这说明它省的是重复计算,不是精度:被压掉的正是"每步重看同一张图"这件本来就没产生新信息的事。LOWN
剪枝与路由能叠,是因为两个杠杆落在不同成本项上。剪枝改的是每一次 FULL 前向的单价,路由改的是跑 FULL 的频率与步数。组合之后是 98.3% @ 0.223×,十个基准全部最高。一个更能说明问题的数字在 MathVista:RedVTP 保留 30% 单独跑是 51.7 分、0.354×,而保留 50% 再叠 LOWN 是 54.9 分、0.195×。剪得更轻反而更省也更准,原因不神秘,剪枝删掉的信息永久丢失,而 LOWN 跳过的步并没有丢图。RedVTP

图注:三栏。(a) 图像经视觉编码器与投影得到视觉 token,与提示一起进入扩散语言模型;(b) 第 1 步之后插入剪枝,x_1 起视觉 token 由 6 个减到 3 个,并在此后各步保持不变;(c) 用第 1 步的注意力图给视觉 token 打分,保留 top r%。图里没有速度或精度数字。RedVTP
被删掉的视觉 token 在后续步再也不会出现,这就是剪枝单独使用时分数掉得更多的原因。
换骨干也成立。LaViDa 上是不改决策规则的 99.7% @ 0.174×,视频骨干 VidLaDA 在受控协议下 EgoSchema 60.2 分(基线 60.6)、0.255×。墙钟时间平均降 57.4%,最高降 73.2%,但这个数字不能和 0.353× 互换:FLOPs 只数矩阵乘,还排除了视觉编码器,它占基线解码成本的 0.16% 到 1.89%;计时区间则包含解码、多模态准备和调用内的视觉编码。LaViDa
在缓存方向上的组合是唯一一条必须同时讲代价的结果。与 Fast-dLLM 组合后时间再降 38.1% 到 50.1%,FLOPs 再降 44.1% 到 58.9%,但三项任务的分数都低于 Fast-dLLM 本身,LLaVA-Bench 上低 5.0 分。原因在缓存那一侧:并行解码同时解多个位置时按条件独立采样,破坏了 token 之间的依赖,本来就有精度损失,再叠一层路由,分布又被改了一次。Fast-dLLM
证书会随锚点变旧而失效,图表与文档类任务也省不到那么多
三条边界里最实际的一条是收益不均。LOWN 省的是"重复看图的浪费",所以它在图像只提供一次线索、后面靠语言推进的任务上省得最多,在每一步都要回图上核对的任务上省得最少。而且它的成本要解码完才知道,没法事先承诺。
证书本身会过期。用新鲜的 FULL 预测去检验被认证的 token,一步旧的锚点分歧率是 4.1% 到 11.0%,DocVQA 上锚点旧到 8 步时是 25.3%。
| 锚点年龄 | 1 步 | 2 步 | 4 步 | 8 步 |
|---|---|---|---|---|
| DocVQA | 11.0% | 15.5% | 20.2% | 25.3% |
| GQA | 4.1% | 5.4% | 7.0% | 11.1% |
这条局限在实跑中并不致命。91.8% 到 96.7% 被接受的 token 用的是前一步的锚点,没有任何一个超过 5 步。证书的可靠性随年龄下降,但实际用到的锚点几乎都是刚刷新的。LOWN
收益不均有更具体的形状。DocVQA 的图像依赖步占 43.8%,论文给的一个失效样例里,一条 15 步的响应跑了 14 次 FULL,答对了,但代价是 0.90×,而该基准整体是 0.45×。同一方法在密集文档上可能几乎不省。图表和文档类任务需要细粒度证据贯穿整个过程,这与"图像只在开头提供线索"的假设正好相反。
部署侧最在意的限制是成本没法预设。剪枝的保留比在解码前就固定,你知道自己要花多少;LOWN 的 f 和 σ 要到解码中才定,没法在请求进来时给出时延上限。与剪枝组合能部分缓解,因为保留比给了成本一点控制。至于还剩多少空间,论文给了一个 oracle 调度作参照:只在图像确实改变决策的步跑 FULL,平均 0.330×,LOWN 是 0.353×。这不是下界,oracle 每一步仍要跑一次前向;DocVQA 上 LOWN 的 0.452× 反而比 oracle 的 0.517× 更省,因为整段接受让轨迹提前结束了。
时间边界也值得记一笔。DAVET 比这篇论文早约十周,也在同一条轴上决定每个去噪步给多少视觉证据,只是它分配的是"多少"(coarse、mixed、high 三档视图),LOWN 决定的是"要不要",两者互不引用。所以论文"既有工作都没问过当前步是否需要图像"是写作时点的判断。官方仓库也只有单图 demo,没有十基准评测协议,论文表格无法逐格复现。DAVET LOWN 项目页
把它当成一个开关来用,判断标准就清楚了。任务是图像提供一次线索、后面靠语言推,这个开关几乎不花钱;任务是每一步都要回图核对,开关会一直打开,省不了多少,甚至可能更贵。它真正的贡献不是把加速比再推高一档,而是证明"这张图在这一步是否必要"可以被当场测量、当场兑现,不必事先拍一个固定周期。
想深入可以读原文:Look Only When Needed: Certificate-Guided Visual Routing for Efficient Diffusion VLMs — arXiv:2610.36671
参考文献
- Look Only When Needed: Certificate-Guided Visual Routing for Efficient Diffusion VLMs(arXiv:2610.36671v1,2026-10-27)
- LLaDA-V: Large Language Diffusion Models with Visual Instruction Tuning(arXiv:2505.16933)
- Large Language Diffusion Models(arXiv:2502.09992)
- LaViDa: A Large Diffusion Language Model for Multimodal Understanding(arXiv:2505.16839)
- RedVTP: Training-Free Acceleration of DVLM Inference via Masked Token-Guided Visual Token Pruning(arXiv:2511.12428)
- ZOO-Prune: Training-Free Token Pruning via Zeroth-Order Gradient Estimation(arXiv:2509.24837)
- KLASS: KL-Guided Fast Inference in Masked Diffusion Models(arXiv:2511.05664)
- Fast-dLLM: Training-free Acceleration of Diffusion LLM by Enabling KV Cache and Parallel Decoding(arXiv:2505.22618)
- D3ToM: Decider-Guided Dynamic Token Merging for Accelerating Diffusion MLLMs(arXiv:2511.12280)
- Two Clocks in Diffusion MLLMs: When Answers Stabilize Before Rationales Unfold(arXiv:2610.00953)
- Visual Information-Guided Parallel Decoding for Diffusion Multimodal LLMs(arXiv:2608.26580)
- DAVET: Denoising-Aware Visual Evidence Trajectory Allocation for Diffusion VLMs(arXiv:2608.01821)
- LOWN 官方项目页与代码仓库(KAIST / AITRICS)