Large Multimodal Models encode extensive factual knowledge in their pre-trained weights. However, its knowledge remains static and limited, unable to keep pace with real-world developments, which hinders continuous knowledge acquisition. Effective knowledge injection thus becomes critical, involving two goals: knowledge adaptation (injecting new knowledge) and knowledge retention (preserving old knowledge). Existing methods often struggle to learn new knowledge and suffer from catastrophic forgetting. To address this, we propose KORE, a synergistic method of KnOwledge-oRientEd augmentations and constraints for injecting new knowledge into large multimodal models while preserving old knowledge. Unlike general text or image data augmentation, KORE automatically converts individual knowledge items into structured and comprehensive knowledge to ensure that the model accurately learns new knowledge, enabling accurate adaptation. Meanwhile, KORE stores previous knowledge in the covariance matrix of LMM's linear layer activations and initializes the adapter by projecting the original weights into the matrix's null space, defining a fine-tuning direction that minimizes interference with previous knowledge, enabling powerful retention. Extensive experiments on various LMMs, including LLaVA-v1.5-7B, LLaVA-v1.5-13B, and Qwen2.5-VL-7B, show that KORE achieves superior new knowledge injection performance and effectively mitigates catastrophic forgetting.


翻译:大型多模态模型在其预训练权重中编码了广泛的事实知识。然而,其知识保持静态且有限,无法跟上现实世界的发展,这阻碍了持续的知识获取。因此,有效的知识注入变得至关重要,涉及两个目标:知识适应(注入新知识)和知识保留(保留旧知识)。现有方法通常难以学习新知识,并遭受灾难性遗忘。为解决这一问题,我们提出了KORE,一种协同的知识导向增强与约束方法,用于向大型多模态模型注入新知识,同时保留旧知识。与通用的文本或图像数据增强不同,KORE自动将单个知识项转换为结构化且全面的知识,以确保模型准确学习新知识,实现精确适应。同时,KORE将先前知识存储在LMM线性层激活的协方差矩阵中,并通过将原始权重投影到矩阵的零空间来初始化适配器,定义了一个微调方向,该方向最小化对先前知识的干扰,从而实现强大的保留能力。在包括LLaVA-v1.5-7B、LLaVA-v1.5-13B和Qwen2.5-VL-7B在内的多种LMM上进行的大量实验表明,KORE实现了卓越的新知识注入性能,并有效缓解了灾难性遗忘。

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