从头理解transformer,注意力机制(下)

news2024/9/21 22:50:12
交叉注意力

image-20240511214054520

image-20240511214111100

交叉注意力里面q和KV生成的数据不一样

自注意力机制就是闷头自学

image-20240511214625995

解码器里面的每一层都会拿着编码器结果进行参考,然后比较相互之间的差异。每做一次注意力计算都需要校准一次

image-20240511215943959

编码器和解码器是可以并行进行训练的

训练过程

好久不见输入到编码器,long time no see输入到解码器,按照transformer的编码和解码这个过程逐渐往上进行计算。

有交叉注意力进行互相匹配,看是不是一样,最后得到损失函数,这个损失函数就是判断编码器和解码器部分分别得到的潜空间词向量是不是匹配,经过反向传播再修改模型里的参数,最后达到编码器和解码器他们在潜空间里词向量里表达的词意是能对应起来的

推理过程

image-20240511220210488

直接把输入变成词向量,词向量翻译成对应的目标的语言是不行的

image-20240511224252420

编码器部分:输入好久不见,生成一组潜空间里的词向量

解码器部分:输入一个特殊符号, 代表开始

经过交叉注意力进行计算得到一个结果,结果经过升维和softmax计算后,会将词汇表的所有token都计算一个数值,拿出概率最大的值作为结果,结果代表下一个token将会是什么。

以此类推直到得到的结果是结束符号为止,代表整个生成过程结束,生成的结果就是好久不见的翻译。相当于是逐步挨个对潜空间里的词向量进行解压,一个一个的还原成token,从而解决seq2seq

image-20240511225124344

位置编码

多头注意力机制其实就是能力更强的CNN,词向量的维度就是CNN里面的通道,多头对应的就是卷积核

image-20240512100412348

如果没有位置编码,transfomer会把所有token一起放到模型并行运算,这样的话词语的前后顺序所携带的信息没办法体现

有两种选择增加位置信息:

  1. 通过权重增加位置信息(乘法)
  2. 通过偏置系数进行区分(加法)
image-20240512100349777

transformer用的是加法,因为如果用乘法,位置对词向量影响就太大。而LLama模型用到的旋转位置编码,就是用乘法的方式实现

绝对位置编码

针对数据进行修饰,直接让数据携带了位置信息

把位置下标,一维的自然数集投射到与词向量维度相同的连续空间,这样词向量矩阵就可以和位置编码矩阵直接相加了。

image-20240511231635499

投射过程

image-20240511232458172

image-20240511233444991

值域中

image-20240511234016734

相对位置编码

会更多的考虑一个词向量和另一个词向量之间的相对位置,一个词向量和另一个词向量进行对比。这个过程是在注意力机制里面发生的.

绝对位置编码是对数据进行修饰的话,那相对位置编码就是对注意力得分的那个A矩阵进行修饰,让它具备相对位置的信息。这个矩阵考虑的是Q和K的相对关系.

对于这个注意力得分矩阵,用乘法的方式为每一项增加一个系数。这个系数是和相对位置有关的。

image-20240512092747728

多头注意力机制

image-20240512093012433

形式

输入的数据。假如说有两词向量,我们之前只是把这个数据进行一次注意力机制,然后得到一个新的词向量。现在我们是多头了,假如说我有三头,分别去计算三次,这三个注意力机制里面系数是各自独立的。

也就是说这里的三个矩阵是不一样的。最后学到了什么可能会各不相同。最后得到的这三个结果也可能不一样。而多头对立就是把他们给拼起来

这个矩阵的行数和输入数据的这个矩阵的行数是一样的。因为行代表的是词向量的个数,行是一样的,维度就不同了。维度它是每一个输出的维度,再乘以头的个数,然后最后得到这个结果以后,还会再和一个W矩阵相乘,再得出一个输出的词向量

有什么意义

为什么要分别去计算,然后再拼在一起,而不是直接就用一个9维的W矩阵去进行训练。

image-20240512093606117

词向量的维度某种程度上是可以理解成是通道的。就是和图片的RGB的通道是相同的。如果就是一个大的注意力机制,那最后得到的结果是九维,那就是相当于九个通道。

现在是多头的,每个头计算出来都有三个维度。这三个计算结果的第一位,如果定性的去想的话,他们在语义上都是比较接近的,把这些语义接近的组成一组是更合理。那这三个通道经过一个系数相乘,然后再相加得到一个具体的值

image-20240512094425908

多头注意力机制比卷积神经网络它有更大的可能性,它不再局限于卷积核,必须是围绕一个中心的,是可以中间可以跨越很多个头头,对很远的地方去产生联系,所以这个可能性就要更多,也可能会比卷积神经网络更灵活。

在卷积神经网络里面,它通过卷积操作,它可以叠加不同的层去识别出不同尺度的模式,或者说不同尺度的规律。就比如说这里这个图最开始的卷积层可能是只能识别出非常简单的一些模式。再往上去叠加更多的层,就能识别出复杂的模式来了。比如说眼睛、鼻子、嘴,再往上就可以把眼睛、鼻子、嘴再拼成人的脸。

image-20240512094521065

transformer它叠加了很多层,它其实也有类似的作用,不同层的叠加,最底层它很可能只能识别出一个单词,跨越几个单词它们之间的关系。随着层数越高,那可能就能识别出跨越段的语义关系,代表就识别出跨越文章的语义关系。

其他
1.掩码

image-20240512094856372

第一个是在解码器里面,这个注意力上会加一个掩码,就是因为在推理的时候,解码器部分是一个词一个词生成的这就代表了你生成到某个词的时候,这个词它只能受到它之前词的影响,不应该被未来生成的词所决定。我们前面说了,注意力机制里面那个助力得分矩阵A它可以表示一个词和所有上下文之间的关系的,既包含了它之前的,也包含了它之后的。所以说这个时候就需要把矩阵A中的这部分词给屏蔽掉。

屏蔽的方法就是在这些位置上分别加上一个无穷小这样子。

image-20240512094811752

2.计算残差和进行normal运算
image-20240512100759780 这部分它会完成两个操作,一个是实现残差网络的功能,另一个是对上一层数据进行normal运算,也就是进行归一化。反正它的计算很简单,就是把输入和输出直接加起来,这么简单一加之后就会让注意力机制里面学习到的东西发生变化了。如果没有做残差,那注意力机制里面学到的是变化后的结果。而做了残差注意力机制里面学到的就是变化的程度了。

这两种情况的区别,做个类比的话,大概就是这样一种情况,没有做残差,就相当于是你蒙着眼开车,你只能通过控制手的不来回晃动,让自己车尽量走直线。理论上是可以做到的,但是对操作要求那就非常高了。做了残差,就相当于是你可以看到路上的标线,你控制的其实是车子和标线的偏差。就算手再抖,这个偏差也不会太大,你还是能调整回来的。

至于norm,Transformer里面用到的是layer Normal, 简单来说就是给模型里面输入的是一个batch数据。如果简单理解的话,你可以这么去想,你给模型说说一段话,一段话里面有不同的句子,每个句子都是一个句子的长短不一样。所以说这个句子的行数也不一样,那样的话要做的就是你一个句子里面,不管你的这个行数是多少,反正是这个句子里的所有元素放在一起进行归一,那就是layer Normal.

3.前馈神经网络

其实也就是一个全连接神经网络。CNN也有类似的东西,就是前面是一堆卷积层。卷积层计算完了之后还会把结果输入到神经网络里面。

image-20240512095704151

全连接神经网络到底和前面的数据怎么连,按照词向量的维度去排列,作为输入一个维度。对应一个输入,因为只想让你的维度某种程度上来说就是这个词对应的词义特征,把特征输入到神经网络,这应该算是标准操作了。神经网络最后要做的就是各种特征的组合和抽象。

4.线性层

image-20240512100232329

线性层其实就是一个线性变化,也就是做一个矩阵运算。其实这部分我也没有去仔细研究,我的理解是这里加入这一层是为了将前面潜空间里的子向量再进行一次维度变换训练的时候,你就要把维度变换成可以计算损失值的形式。在推理的时候,你需要把词向量变成读热编码去判断到底哪个token的概率最大。所以这部分应该也不是特别复杂。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1666345.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

【图论 回溯 广度优先搜索】126. 单词接龙 II

本文涉及知识点 图论 回溯 深度优先搜索 广度优先搜索 图论知识汇总 LeetCode 126. 单词接龙 II 按字典 wordList 完成从单词 beginWord 到单词 endWord 转化,一个表示此过程的 转换序列 是形式上像 beginWord -> s1 -> s2 -> … -> sk 这样的单词序…

机器学习入门到放弃2:朴素贝叶斯

1. 算法介绍 1.1 算法定义 朴素贝叶斯分类(NBC)是以贝叶斯定理为基础并且假设特征条件之间相互独立的方法,先通过已给定的训练集,以特征词之间独立作为前提假设,学习从输入到输出的联合概率分布,再基于学习…

oracle 数据库与服务、实例与SID、表空间、用户与表模式

一、数据库与数据库服务: 概念:就是一个数据库的标识,在安装时就要想好,以后一般不修改,修改起来也麻烦,因为数据库一旦安装,数据库名就写进了控制文件,数据库表,很多地方都会用到这个数据库名。是数据库系统的入口,它会内置一些高级权限的用户如SYS,SYSTEM等。我们…

Xilinx 千兆以太网TEMAC IP核 MDIO 配置及物理接口

基于AXI4-Lite接口可以访问MDIO(Management Data Input/Output)接口,而MDIO接口连接MAC外部的PHY芯片,用户可通过AXI4-Lite接口实现对PHY芯片的配置。 1 MDIO接口简介 开放系统互连模型OSI的最低两层分别是数据链路层和物理层,数据链路层的…

探讨欧盟就人工智能监管达成协议

《人工智能法案》是一项具有里程碑意义的立法,它可以创造一个有利的环境,在这种环境中,人工智能的使用将成为一种更优秀的安全和信任的工具,确保整个欧盟的公共和私人机构利益相关者的参与。 历时3天的“马拉松式”谈判圆满结束&…

数据可视化训练第四天(模拟投掷筛子并且统计频次)

投掷一个筛子 import matplotlib.pyplot as plt from random import randint import numpy as npclass Die:"""模拟投掷筛子"""def __init__(self,num_sides6):self.num_sidesnum_sidesdef roll(self):return randint(1,self.num_sides)num1000…

vi\vim编辑器

root用户(超级管理员) 无论是Windows、MacOS、Linux均采用多用户的管理模式进行权限管理。 在Linux系统中,拥有最大权限的账户名为:root(超级管理员) root用户拥有最大的系统操作权限,而普通…

论文盲审吐槽多,谁给盲审不负责的老师买单?如何看待浙江大学「一刀切」的研究生学位论文双盲评审制度?

::: block-1 “时问桫椤”是一个致力于为本科生到研究生教育阶段提供帮助的不太正式的公众号。我们旨在在大家感到困惑、痛苦或面临困难时伸出援手。通过总结广大研究生的经验,帮助大家尽早适应研究生生活,尽快了解科研的本质。祝一切顺利!—…

二维数组 和 变长数组

在上一期的内容中,为诸君讲解到了一维数组,在一维数组的基础上,C语言中还有着多维数组,其中,比较典型且运用较为广泛的就是我们今天的主角——二维数组 一 . 二维数组的概念 我们把单个或者多个元素组成的数组定义为一…

DI-engine强化学习入门(七)如何自定义神经网络模型

在强化学习中,需要根据决策问题和策略选择合适的神经网络。DI-engine中,神经网络模型可以通过两种方式指定: 使用配置文件中的cfg.policy.model自动生成默认模型。这种方式下,可以在配置文件中指定神经网络的类型(MLP、CNN等)以及超参数(隐层大小、激活函数等),DI-engine会根据…

【漏洞复现】泛微OA E-Cology XmlRpcServlet文件读取漏洞

漏洞描述: 泛微OA E-Cology是一款面向中大型组织的数字化办公产品,它基于全新的设计理念和管理思想,旨在为中大型组织创建一个全新的高效协同办公环境。泛微OA E-Cology XmlRpcServlet存在任意文件读取漏洞,允许未经授权的用户读…

三星硬盘格式化后怎么恢复数据

在数字化时代,硬盘作为数据存储的核心部件,承载着我们的重要文件、照片、视频等资料。然而,不慎的格式化操作可能使我们失去宝贵的数据。面对这样的困境,许多用户可能会感到无助和焦虑。本文旨在为三星硬盘用户提供格式化后的数据…

计算机网络实验2:路由器常用协议配置

实验目的和要求 掌握路由器基本配置原理理解路由器路由算法原理理解路由器路由配置方法实验项目内容 路由器的基本配置 路由器单臂路由配置 路由器静态路由配置 路由器RIP动态路由配置 路由器OSPF动态路由配置实验环境 1. 硬件:PC机; 2. 软…

金三银四面试题(二十六):责任链模式知多少?

什么是责任链模式 责任链模式(Chain of Responsibility Pattern)是一种行为型设计模式,旨在通过将请求的处理分布在一系列对象上,从而使得多个对象可以尝试处理同一个请求。这些对象被链接成一条链,每个对象都可以对请…

stm32——OLED篇

技术笔记! 一、OLED显示屏介绍(了解) 1. OLED显示屏简介 二、OLED驱动原理(熟悉) 1. 驱动OLED驱动芯片的步骤 2. SSD1306工作时序 三、OLED驱动芯片简介(掌握) 1. 常用SSD1306指令 2. …

专业130+总分400+哈尔滨工程大学810信号与系统考研哈工程水声电子信息通信工程,真题,大纲,参考书。

毕业设计刚搞完,总结一下去年考研的复习经历,希望对大家复习有帮助,考研专业课810信号与系统130总分400,如愿上岸哈工程水声。专业课:130 哈工程水声院810专业课信号与系统难度适中,目前数一难度很高&…

【C语言/Python】嵌入式常用数据滤波处理:卡尔曼滤波器的简易实现方式(Kalman Filter)

【C语言/Python】嵌入式常用数据滤波处理:卡尔曼滤波器的简易实现方式(Kalman Filter) 文章目录 卡尔曼滤波卡尔曼滤波公式卡尔曼滤波数据处理效果C语言的卡尔曼滤波实现附录:压缩字符串、大小端格式转换压缩字符串浮点数压缩Pack…

TCP三次握手四次挥手 UDP

TCP是面向链接的协议,而UDP是无连接的协议 TCP的三次握手 三次传输过程是纯粹的不涉及数据,三次握手的几个数据包中不包含数据内容。它的应用层,数据部分是空的,只是TCP实现会话建立,点到点的连接 TCP的四次挥手 第四…

JVM堆内存分析

jmap工具查看堆内存 jmap:全称JVM Memory Map 是一个可以输出所有内存中对象的工具,可以将JVM中的heap(堆),以二进制输出成文本,打印出Java进程对应的内存 找到pid jmap -heap 19792 Attaching to process ID 19792…

贪心算法-----柠檬水找零

今日题目:leetcode860 题目链接:点击跳转题目 分析: 顾客只会给三种面值:5、10、20,先分类讨论 当收到5美元时:不用找零,面值5张数1当收到10美元时:找零5美元,面值5张数…