在神经网络(尤其是Transformer、RNN等序列模型)中,位置编码(Positional Encoding, PE)的作用是为模型提供序列中元素的位置信息,以弥补模型本身对顺序感知的不足。
为什么Transformer需要位置编码?
序列数据的无序性问题: 像Transformer这样的模型依赖自注意力机制,其本质是“词袋(Bag-of-Words)”模型,无法自动感知输入元素的顺序。
例如:
句子"猫追狗"和"狗追猫"的词语相同但含义相反,若没有位置信息,模型可能无法区分。
在语音合成中,音素的时序关系直接影响发音的自然性(如音节顺序错误会导致乱码)。
RNN/LSTM的方案:
之前使用的RNN类模型不需要位置编码,因为它们通过循环结构隐式编码位置信息,但训练速度慢且难以捕捉长距离依赖。位置编码是Transformer等非循环模型的显式解决方案。
总结
位置编码的核心作用是为模型补充序列的顺序信息,使其能正确处理时序或结构依赖关系。它是Transformer等非序列模型的必备组件,直接影响模型对上下文的理解能力。选择何种编码方式(固定/可学习、绝对/相对)需根据任务需求和数据特性权衡。