MOSS-VL

MOSS-VL:面向视频理解的多模态基座

MOSS-VL 是 OpenMOSS 生态系统中核心的多模态模型系列,致力于推动视觉理解技术的前沿发展。针对视频理解中固有的复杂挑战,我们的技术路线图在三个关键维度上实施了系统性的扩展(Scaling)策略。

数据扩展

通过构建大规模、高质量的多模态数据集,驱动模型实现强大的泛化能力。

参数扩展

提升模型参数规模,以精准捕捉复杂的视觉—语言关联。

上下文扩展

延伸时间跨度,实现对长视频内容的深度推理。

01 模型架构

解耦视觉编码与认知推理

MOSS-VL 采用基于交叉注意力(Cross-attention)的架构,实现了视觉编码与认知推理的解耦。该架构为离线图像与视频理解提供了统一基座。由于原生支持模态交错,模型可在统一的流水线中处理复杂的图像与视频序列,无需繁重的预处理流程。持续视频流上的实时交互由独立的 MOSS-VL-Realtime 提供。

MOSS-VL 整体架构图
图 1:MOSS-VL 整体架构图。

02 绝对时间戳

把推理锚定在精确的时间基准上

为了确保模型能够精准感知事件的节奏与时长,MOSS-VL 在每一采样帧中均注入了绝对时间戳,从而将推理过程锚定在精确的时间参考基准之上。

输入表示

时戳序列输入示意图
图 2:带有时间戳的视频序列输入示意图。

每段视频中都交织插入了精确的时间标记。每个时间戳均由专用特殊 Token(<|time_start|> … <|time_end|>)封装,从而明确地锚定了每一帧视觉图像的时间位置:

<|im_start|><|vision_start|>
<|time_start|>0.0 seconds<|time_end|><|image_pad|>
<|time_start|>1.2 seconds<|time_end|><|image_pad|>
<|time_start|>2.3 seconds<|time_end|><|image_pad|>
...
<|vision_end|>视频显示了一个具有连续动作的动态场景...<|im_end|>
设计初衷

03 交叉注意力旋转位置编码

XRoPE:统一的 3D 时空坐标

MOSS-VL 采用了专门针对其基于交叉注意力的视觉—语言架构而定制的交叉注意力旋转位置编码(Cross-attention Rotary Position Embedding, XRoPE)。该机制将文本 Token 和视频 Patch 映射到一个由时间(t)、高度(h)和宽度(w)定义的统一 3D 坐标空间中。

MOSS-VL XRoPE 架构示意图
图 3:配备交叉注意力 RoPE(XRoPE)的 MOSS-VL 架构示意图。

为了优化跨模态对齐,XRoPE 被注入到视觉部分的 Key(K) 中以增强位置感知能力,同时保持 Value(V) 不变,从而确保特征的保真度。与此同时,XRoPE 被应用于文本部分的 Query(Q),使模型能够通过直接的坐标对齐,精准地检索任意时空区域的信息。

核心价值

04 演示视频

能力速览

以下为 MOSS-VL 在真实视频输入上的推理示例。更多示例请访问我们的交互式 Demo 页面,或在 HuggingFace Space 在线体验。


05 训练策略

逐步构建多模态能力

MOSS-VL 采用多阶段训练方法,逐步构建多模态能力。

MOSS-VL 训练数据总分布
图 4:MOSS-VL 训练数据总分布图。

预训练阶段(PT)

MOSS-VL 通过系统性的四阶段预训练,从零开始逐步构建多模态能力:

STAGE 1
视觉—语言对齐

建立视觉特征与语言空间之间的初步桥梁。通过在大规模图文对上进行训练,模型学习将视觉概念与其对应的文本描述联系起来,同时培养基础的 OCR 能力,以理解图像中的文字。

STAGE 2
大规模多模态预训练

扩大模型对海量、多样化多模态语料库的接触面,拓宽模型对世界知识和复杂场景的掌握,为通用智能和高分辨率感知奠定坚实基础。此阶段还引入了短视频片段,以初步培养视频理解能力。

STAGE 3
高质量多模态预训练

通过在大量高质量的感知、理解和推理数据上进行训练,全面提升模型质量。此阶段结合了细粒度的图像感知、复杂的跨多图理解以及高保真视频推理,强化模型捕捉复杂视觉细节与时序关系的能力。

STAGE 4
退火与长上下文外推

将模型的视野延伸至长视频理解,同时通过精心设计的退火(Annealing)策略,利用精选的顶级多模态数据进行训练,将模型的最终性能推向巅峰。

指令微调(SFT)

在预训练模型的基础上,MOSS-VL 通过有监督微调(SFT)进行了进一步优化,以对齐人类意图,并全面释放其交互与指令遵循能力。

MOSS-VL SFT 数据组成
图 5:MOSS-VL SFT 数据组成图。
人类反馈强化学习(RLHF)

06 评测结果

均衡而全面的能力画像

我们对 MOSS-VL-Instruct-0708 在离线多模态理解上进行了系统评估,覆盖感知、视频理解、定位、文档 / OCR 与推理。下表同时列出 0708 版本、上一版 MOSS-VL-0408 及开源基线。

综合表现

评分按各项基准分别展示,不合并为单一综合分。粗体红色表示该行已报告结果中的最优分数,下划线表示第二名。

可在图表内左右滑动查看完整评测。

图 6:MOSS-VL-0708、MOSS-VL-0408 与开源基线的离线评测对比。

核心亮点

广泛的视频评测
0708 版本覆盖短视频与长视频理解、时序推理、动作识别与事件定位评测,包括 VideoMME、MLVU、LongVideoBench、EgoSchema、VSI-Bench 与 TimeLens 等基准。
多模态感知覆盖
感知评测覆盖通用图文理解、细粒度识别、计数与空间理解,包括 MMBench、MMStar、RealWorldQA、BLINK、CountBench、CVBench 与 V* 等基准。
视觉推理覆盖
推理部分报告 VLMsAreBlind、VisuLogic、ERQA 与 EmbSpatial 结果,定位部分则包括 RefCOCO-REC 与 Ref-Adv。
文档与 OCR 覆盖
0708 版本也在 DocVQA、ChartQA、InfoVQA、OCRBench、OCRBench-v2 与 OmniDocBench 等文档 / OCR 任务上进行了评测。

07 快速上手

环境配置与推理

环境配置

conda create -n moss_vl python=3.12 pip -y
conda activate moss_vl
pip install -i https://pypi.org/simple --no-build-isolation -r requirements.txt

模型推理

更多可直接运行的推理示例和 Demo 素材,请参阅 inference/README.md。推理支持全模态离线查询,包括纯文本、单图、多图、单视频、多视频,以及基于 messages 格式的图视频交错输入。

使用 offline_generate 做单条推理
import queue
import threading
import torch
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoProcessor

checkpoint = "/path/to/dummy-checkpoint"

processor = AutoProcessor.from_pretrained(
    checkpoint,
    trust_remote_code=True,
    frame_extract_num_threads=1,
)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
    checkpoint,
    trust_remote_code=True,
    device_map="auto",
    torch_dtype=torch.bfloat16,
    attn_implementation="flash_attention_2",
)

query = {
    "messages": [
        {
            "role": "user",
            "content": [
                {"type": "image", "image": "path/to/example.jpg"},
                {"type": "text", "text": "描述这张图片。"},
            ],
        }
    ],
    "media_kwargs": {},
    "generate_kwargs": {
        "max_new_tokens": 256,
        "do_sample": False,
        "vision_chunked_length": 64,
    },
}

input_queue = queue.Queue()
output_queue = queue.Queue()
worker = threading.Thread(
    target=model.offline_generate,
    args=(processor, input_queue, output_queue),
    kwargs={"vision_chunked_length": 64},
    daemon=True,
)
worker.start()

input_queue.put(query)
text_chunks = []
while True:
    item = output_queue.get()
    if item in {"<|round_start|>"}:
        continue
    if item == "<|round_end|>":
        break
    text_chunks.append(item)

print("".join(text_chunks))

input_queue.put({"stop_offline_generate": True})
worker.join()

如果需要简单的 batch 离线推理,也可以直接使用 offline_batch_generate:

使用 offline_batch_generate 做 batch 推理
import torch
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoProcessor

checkpoint = "/path/to/dummy-checkpoint"

processor = AutoProcessor.from_pretrained(
    checkpoint,
    trust_remote_code=True,
    frame_extract_num_threads=1,
)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
    checkpoint,
    trust_remote_code=True,
    device_map="auto",
    torch_dtype=torch.bfloat16,
    attn_implementation="flash_attention_2",
)

queries = [
    {
        "messages": [
            {
                "role": "user",
                "content": [{"type": "text", "text": "描述样本 A。"}],
            }
        ],
        "media_kwargs": {},
        "generate_kwargs": {"max_new_tokens": 256, "do_sample": False},
    },
    {
        "messages": [
            {
                "role": "user",
                "content": [{"type": "text", "text": "描述样本 B。"}],
            }
        ],
        "media_kwargs": {},
        "generate_kwargs": {"max_new_tokens": 256, "do_sample": False},
    },
]

with torch.no_grad():
    result = model.offline_batch_generate(
        processor,
        queries,
        vision_chunked_length=64,
    )

texts = [item["text"] for item in result["results"]]
print(texts)

微调(Fine-Tuning)

我们提供了一套基于 HuggingFace transformers.Trainer 的轻量级 SFT 微调框架,支持全参数训练与 LoRA,且可独立控制视觉编码器、语言模型和 LM Head 是否参与训练。

# 全参数 SFT(默认冻结视觉编码器)
bash finetune/scripts/run_sft.sh

# LoRA SFT
pip install -i https://pypi.org/simple peft
bash finetune/scripts/run_sft_lora.sh

训练数据采用与推理查询格式兼容的 JSON 结构,只需额外添加 response 字段:

[
  {
    "prompt": "描述这张图片。",
    "response": "一幅群山环绕的美丽风景画。",
    "images": ["path/to/image.jpg"],
    "videos": []
  }
]

同时支持多轮对话格式,详细文档请参阅 finetune/README.md。


08 模型下载与部署

开放权重

模型🤗 Download🤖 ModelScope
MOSS-VL-Base-0408 HuggingFace ModelScope
MOSS-VL-Instruct-0408 HuggingFace ModelScope
MOSS-VL-Base-0708 HuggingFace ModelScope
MOSS-VL-Instruct-0708 HuggingFace ModelScope
MOSS-VL-Realtime HuggingFace ModelScope

SGLang

SGLang 官方已正式支持 MOSS-VL。如需查看基于 SGLang 的部署与服务化说明,请参考 sglang/README_zh.md。

GitHub 仓库
源码、推理与微调脚本,以及完整文档。
交互式 Demo
在线体验 MOSS-VL 的图像与视频理解能力。
HuggingFace Space
无需本地部署,直接在浏览器中试用。

09 路线图与待办

已达成 & 即将到来

✅ 已达成里程碑

  • ✅ 核心架构:实现了交叉注意力旋转位置编码(XRoPE)。
  • ✅ 高性能基础设施:集成了 Megatron-LM 与 CUDA Flash Attention 3。
  • ✅ 模型发布:已开源 MOSS-VL-Base 与 MOSS-VL-Instruct 模型。
  • ✅ 模型推理:已发布支持图像与视频理解的推理代码。
  • ✅ 实时能力:专用的实时视频理解模型 MOSS-VL-Realtime 已发布。
  • ✅ 技术报告:已发布 MOSS-VL 技术报告。

🚀 即将到来

  • ⬜ 训练引擎:MOSS-VL 的完整训练代码。
  • ⬜ RL 后训练:MOSS-VL 系列的人类反馈强化学习(RLHF)。
下一篇
  • 本系列的第二篇 MOSS-VL-Realtime 已经发布——让视频理解从「看录像」走向「看直播」。

10 新闻

项目动态


致谢与引用

致谢

我们衷心感谢 NVIDIA 提供的 Megatron-LM 框架,以及 Qwen 团队 提供的强大的 Qwen 系列语言模型;这些优秀的开源工作为我们的训练基础设施和核心语言模型奠定了坚实基础。同时,我们也由衷感谢 SGLang 团队 提供的高性能 SGLang 推理服务框架,为 MOSS-VL 的高效部署提供了重要支持。

引用

@misc{mossvl,
  title         = {MOSS-VL Technical Report},
  author        = {Wang, Pengyu and Tan, Chenkun and Zhou, Shaojun and Zhou, Qirui and Chen, Yanxin and He, Xingyang and Zeng, Huazheng and Cheng, Jijun and Wang, Chenghao and Qian, Xiaomeng and Wang, Pengfei and Huang, Zhan and Gao, Shanqing and Huang, Wei and Cao, Longjun and Ran, Wu and Liu, Jie and Zhu, Changtai and Wang, Hongkai and Tian, Yixian and Liu, Chenghao and Ye, Zhen and Wang, Xinghao and Jiang, Botian and Feng, Guoguo and Fei, Zhaoye and Li, Ruixiao and Chen, Mingshu and Gao, Yang and Cheng, Qinyuan and Li, Shimin and Qiu, Xipeng},
  year          = {2026},
  eprint        = {2608.15045},
  archivePrefix = {arXiv},
  primaryClass  = {cs.CV},
  url           = {https://arxiv.org/abs/2608.15045}
}