<论文>通过解耦注意力来增强Bert

一、摘要

        本文介绍的是来自微软团队的论文《DeBERTa: Decoding-enhanced BERT with Disentangled Attention》,翻译过来是“使用解耦注意力机制的解码增强型Bert”,看词就知道又是一篇炼丹大作。5994fd599c5549e6bea028ecc2e1c0e7.png

译文:

        预训练神经语言模型的最新进展显著提高了许多自然语言处理(NLP)任务的性能。在本文中,我们提出了一种新的模型架构 DeBERTa(具有解耦注意力的解码增强型 BERT),它使用两种新技术改进了 BERT 和 RoBERTa 模型。第一种是解耦注意力机制,其中每个单词分别用两个向量表示其内容和位置,单词之间的注意力权重分别使用基于其内容和相对位置的解耦矩阵计算。其次,使用增强的掩码解码器在解码层中合并绝对位置,以在模型预训练中预测被掩码的标记。此外,一种新的虚拟对抗训练方法用于微调,以提高模型的泛化能力。我们表明,这些技术显著提高了模型预训练的效率以及自然语言理解(NLU)和自然语言生成(NLG)下游任务的性能。与 RoBERTa - Large 相比,在一半训练数据上训练的 DeBERTa 模型在广泛的 NLP 任务上始终

<think>好的,我需要回答用户关于Transformer模型是否使用相对位置编码的问题。首先,我得回顾一下Transformer的基本结构,特别是位置编码的部分。根据用户提供的引用,原始Transformer模型使用的是绝对位置编码,通过正弦和余弦函数生成[^1]。不过,用户问的是相对位置编码,所以需要确认是否有后续研究采用了这种方法。 接下来,我应该检查用户提供的其他引用。引用[2]提到了一些视觉Transformer的应用,比如ViT,但这里可能还是用的绝对位置编码,因为ViT通常将位置信息添加到图像块中。引用[3]讨论了BERT使用双向Transformer编码器,但同样没有提到相对位置编码。不过,根据我的知识,后续的模型如Transformer-XL和DeBERTa确实引入了相对位置编码,比如通过计算位置之间的相对距离来调整注意力分数。 需要区分绝对位置编码和相对位置编码的不同。绝对编码为每个位置生成固定的向量,而相对编码则考虑元素之间的相对位置差异。例如,在自注意力机制中,相对位置编码会修改注意力得分,考虑查询和键之间的相对位置,而不是它们各自的绝对位置。 此外,要确保回答准确,可能需要指出原始Transformer使用的是绝对位置编码,但后续改进模型中采用了相对位置编码。同时,引用用户提供的资料时,要正确标注来源。例如,原始Transformer的位置编码方法在引用[^1]中提到,而相对位置编码是后续发展的,可能不在用户提供的引用中,但可以结合自己的知识进行补充,同时保持回答的真实性。 最后,生成相关问题时要围绕位置编码的不同类型、应用场景及其影响展开,确保问题与主题相关,并引导用户进一步探索。</think>关于Transformer模型中相对位置编码的使用,需要从基础架构和发展改进两个层面进行说明: ### 一、原始Transformer的位置编码方案 在原始Transformer论文中,使用的是**绝对位置编码**。具体实现方式是通过不同频率的正弦和余弦函数生成位置嵌入向量,与词向量相加后输入模型: $$PE_{(pos,2i)} = \sin(pos/10000^{2i/d_{model}})$$ $$PE_{(pos,2i+1)} = \cos(pos/10000^{2i/d_{model}})$$ 这种编码方式使模型能够感知序列元素的绝对位置信息。 ### 二、相对位置编码的演进与改进 后续研究发现了绝对位置编码的局限性,因此提出了**相对位置编码**方案: 1. **相对位置建模**:不再关注绝对位置,而是计算元素之间的相对位置差。例如在自注意力计算时,引入可学习的相对位置偏置项: $$Attention = Softmax(\frac{QK^T + B}{\sqrt{d_k}})V$$ 其中$B$矩阵包含元素间的相对位置信息 2. **典型实现方案**: - Transformer-XL:通过可学习的相对位置编码,允许模型处理更长序列 - DeBERTa:将相对位置信息与内容信息解耦,单独进行编码 - T5:采用简化的相对位置偏置,仅区分相邻程度 3. **优势对比**: | 编码类型 | 优势 | 局限性 | |---------|------|--------| | 绝对编码 | 实现简单,适合短序列 | 泛化能力受限 | | 相对编码 | 更好处理长序列,增强泛化性 | 计算复杂度略高 | ### 三、应用现状 当前主流模型呈现混合使用趋势: - BERT系列仍以绝对编码为主[^3] - 图像领域Transformer(如ViT)多采用可学习的绝对位置编码[^2] - 生成式模型(如GPT-3)开始尝试相对位置编码 - 最新研究如ALiBi(Attention with Linear Biases)通过线性偏置实现高效相对位置编码 [^1]: 原始Transformer论文首次提出基于正弦函数的位置编码方法 : 视觉Transformer(ViT)在图像处理中延续了绝对位置编码思路 : BERT的双向注意力机制与绝对位置编码的结合
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