Capítulo 15 · Multimodalidade · 8 min
Quando o modelo lê imagens
Patch embedding, ViT, CLIP. Como um Transformer de texto se torna multimodal tratando uma imagem como uma grade de tokens.
Uma imagem também pode ser tokens
Um Transformer não exige palavras. Ele exige uma sequência de vetores.
Para aplicar a mesma arquitetura a imagens, podemos cortar a imagem em pequenos quadrados, converter cada quadrado em um vetor e alimentar a sequência ao modelo. Essa é a ideia dos Vision Transformers.
Nota sobre o escopo deste capítulo. Falamos aqui de modelos que entendem imagens (descrevem, respondem perguntas, leem um gráfico). Para modelos que geram imagens a partir de texto — Stable Diffusion, DALL-E, Midjourney — a arquitetura é diferente e é o tema do capítulo 21.
A imagem é dividida em patches quadrados; cada patch vira um token via uma projeção linear. O Transformer não sabe mais se a entrada é texto ou uma grade de imagens — processa a sequência da mesma forma.
O compromisso aparece na hora em que você mexe no controle: patches menores dão uma imagem mais bem definida, mas o número de tokens explode — e como a atenção custa O(n²) (capítulo 04), dividir o tamanho dos patches por dois quadruplica o número de tokens e multiplica o custo por dezesseis. É exatamente esse o arbitramento que cada modelo de visão faz: patches suficientes para ler um gráfico, não tantos a ponto de arruinar a inferência.
Patches
Uma imagem de 224×224 pixels pode ser dividida em patches de 16×16. Isso produz 14×14 = 196 patches, portanto 196 tokens visuais.
Cada patch é primeiro esticado em uma lista: 16 × 16 × 3 canais de cor = 768 valores enfileirados. Essa lista passa por uma projeção linear aprendida — uma matriz, treinada junto com o resto do modelo, que a transforma em um vetor de embedding (768 dimensões no ViT-Base). Não se trata, portanto, de uma média dos pixels: nada é esmagado, a disposição interna do patch fica preservada no vetor. Mas a representação continua muito local — esse vetor não sabe nada do que acontece no resto da imagem. A posição indica onde o patch estava.
É a atenção entre todos esses vetores que reconstrói as relações espaciais, detecta bordas, reconhece formas. O modelo não tem nenhum conceito embutido de "círculo" ou de "rosto" — ele os descobre estatisticamente.
Texto e imagem juntos
Um modelo multimodal pode misturar tokens de texto e tokens visuais em uma mesma sequência:
[tokens de imagem] + [tokens de texto] → resposta
A atenção permite que uma palavra olhe para uma região da imagem, e que uma região visual influencie uma palavra gerada. Essa geração de modelos multimodais — GPT-4V, Claude 3 e Gemini abriram caminho em 2023-2024, e hoje todos os grandes modelos sabem fazer isso — concatena os tokens de patch aos tokens de texto em uma única sequência. A partir daí não há mais nada de especial a fazer: a self-attention de sempre deixa cada palavra olhar cada pedaço de imagem, e vice-versa. É isso que torna a abordagem tão econômica — nenhuma maquinaria dedicada, reaproveita-se o Transformer como está.
Existe uma variante em que a imagem fica em uma sequência à parte e o texto vai consultá-la por atenção cruzada (é a escolha do Flamingo, ou do Llama 3.2 Vision). Mais modular, porém menos simples.
Para que essas duas modalidades convivam, os embeddings de imagem e de texto precisam habitar o mesmo espaço vetorial. É o problema que o CLIP (OpenAI, 2021) resolveu, treinando dois codificadores em paralelo com um único objetivo: aproximar a representação de uma imagem e a da sua legenda.
Custo
Mais resolução significa mais patches. E mais patches significa mais tokens. Como a atenção custa O(n²), dobrar a resolução pode aumentar muito o custo.
Por isso sistemas multimodais usam truques: compressão visual, resoluções adaptativas, seleção de regiões, modelos especializados.
E o áudio?
O mesmo princípio — converter uma modalidade em sequência de tokens — se aplica a voz. O Whisper da OpenAI (2022) continua sendo a referência em open source para transcrição fala→texto — os modelos nativamente multimodais já fazem melhor, mas continuam fechados. Sua arquitetura é um Transformer encoder-decoder, exatamente como um modelo de tradução.
O truque: o sinal de áudio é convertido em espectrograma Mel — uma imagem 2D em que o eixo vertical é a frequência e o horizontal é o tempo. Cada quadradinho desse espectrograma vira um token de entrada, como os patches do ViT para imagens. O Whisper produz então tokens de texto na saída.
Para a geração de voz (text-to-speech), o princípio se inverte: geram-se tokens de áudio a partir de texto. ElevenLabs, OpenAI TTS, Suno (para música) usam todos Transformers treinados a prever o próximo token de áudio. A voz clonada de um ente querido é exatamente a tokenização de alguns minutos de gravação usada como condicionamento.
O salto veio dos modelos de voz nativamente multimodais, inaugurados pelo GPT-4o realtime e pelo Gemini Live em 2024. Esses modelos não fazem mais o ida-e-volta texto ↔ áudio internamente: eles raciocinam diretamente em um espaço que mistura tokens de texto e tokens de áudio. Daí a latência baixa (~300 ms) e a prosódia natural — o modelo pode sorrir enquanto fala, porque nunca saiu do domínio do áudio.
A distinção importa, porque muitos assistentes de voz não são nada disso. O modo de voz do Claude, por exemplo, encadeia três blocos separados: transcrição, depois modelo de texto, depois síntese de voz. Funciona muito bem, mas o modelo nunca percebe a sua voz — apenas o texto que fizeram dela.
Como na visão, a arquitetura subjacente continua sendo um Transformer. A diferença está apenas na modalidade do token.
O próximo passo
Já vimos como o modelo prediz, aprende, usa contexto, ferramentas e dados multimodais. Resta uma pergunta difícil: como sabemos se ele é realmente bom?
E ela fica cada vez mais incômoda. Um mesmo modelo lê texto, descreve uma foto, transcreve uma voz e escreve código: com base em que se decide que ele é melhor que outro? Precisa de uma nota — e toda nota é uma redução. O próximo capítulo olha o que os benchmarks medem de fato e, sobretudo, o que eles deixam necessariamente passar.
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