因果注意力(or 掩码注意力)代码实现

import torch
import torch.nn as nn
import math
import numpy as np


class CausalSelfAttention(nn.Module):
    def __init__(self, hidden_dim, n_heads, dropout=0.0):
        super().__init__()
        self.hidden_dim = hidden_dim
        self.n_heads = n_heads
        self.head_dim = hidden_dim // n_heads
        assert hidden_dim % n_heads == 0, "hidden_dim 必须能被 n_heads 整除"
        self.query = nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim)
        self.key = nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim)
        self.value = nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim)
        self.output = nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim)
        self.dropout = nn.Dropout(p=dropout)
    

    def forward(self, x, mask=None):
        q = self.query(x)
        k = self.key(x)
        v = self.value(x)
        return self.get_attention_scores(q, k, v, mask=mask)

    def get_attention_scores(self, q, k, v, mask=None):
        B, L, H = q.shape
        # 重塑张量以适应多头注意力
        q = q.view(B, L, self.n_heads, 
<think>嗯,用户想了解CELA注意力机制的相关信息或者实现方法。首先,我需要确认CELA注意力机制是否是一个现有的、被广泛认可的注意力机制。因为注意力机制在深度学习中确实有很多变种,比如自注意力、多头注意力、局部注意力等等,但CELA这个名字听起来不太熟悉。 可能用户提到的CELA是某个特定论文中提出的,或者是某种特定应用场景下的注意力机制。这时候我需要先进行一些搜索或者查阅资料,看看是否有相关的文献或者资源。不过,根据现有的知识库,可能没有直接关于CELA的信息。因此,可能需要根据常见的注意力机制结构进行推测,或者指出可能存在的拼写错误,比如是否应该是CELU(连续可导的指数线性单元)或者其他类似的缩写? 另外,用户提到“CELA attention mechanism implementation or explanation in deep learning”,所以可能是在某个特定领域或模型中的应用。例如,在自然语言处理中,或者计算机视觉中的注意力机制。这时候需要进一步询问用户是否有更多的上下文,或者是否指的是某个特定的模型或论文中的机制。 考虑到用户可能存在的拼写错误,比如是否将“Causal Attention”(因果注意力)误写为CELA,或者是其他缩写。例如,在Transformer模型中,因果注意力用于确保解码器只能关注当前位置之前的输入,避免信息泄漏。这种情况下,可能需要向用户确认是否指的是因果注意力机制。 如果用户确实指的是CELA,而这是一个较新的或者较少被讨论的机制,可能需要建议用户检查拼写或提供更多上下文,以便更准确地回答。同时,可以解释一些常见的注意力机制,帮助用户对比或找到他们真正需要的信息。 此外,用户可能对注意力机制的基础结构不太清楚,所以需要简要回顾标准的注意力机制,比如Transformer中的缩放点积注意力,然后讨论可能的变种。比如,局部注意力、稀疏注意力、轴向注意力等,这些变种可能在某些方面进行了优化或调整,以适应不同的计算需求或数据特性。 在实现方法方面,可以提供基于PyTorch或TensorFlow的示例代码,展示如何自定义一个注意力层。例如,实现一个基础的缩放点积注意力,并说明如何修改其中的部分结构来适应不同的需求,比如添加位置编码、调整注意力头的数量等。 最后,生成相关问题可以帮助用户进一步探索注意力机制的不同方面,比如性能优化、应用场景、与其他机制的对比等。这些问题应该能够引导用户更深入地了解注意力机制的各种变体及其在实际中的应用。</think>关于CELA注意力机制,目前公开的学术文献和主流深度学习框架中尚未发现明确的定义。可能属于以下两种情况: 1. 特殊领域的新型注意力机制(如医疗影像/生物信息领域) 2. 对现有注意力机制的误拼写或变体命名 建议先确认以下可能的相关注意力机制: - $CELU$:连续指数线性单元激活函数 - $Causal\ Attention$:因果注意力机制(Transformer核心组件) - $CELU-based\ Attention$:基于指数线性单元的注意力变体 以标准的因果注意力机制为例,其数学表达式为: $$Attention(Q,K,V) = softmax(\frac{QK^T}{\sqrt{d_k}} \odot M)V$$ 其中$M$为掩码矩阵,$\odot$表示哈达玛积[^1] PyTorch实现示例: ```python import torch.nn as nn class CausalAttention(nn.Module): def __init__(self, embed_size): super().__init__() self.query = nn.Linear(embed_size, embed_size) self.key = nn.Linear(embed_size, embed_size) self.value = nn.Linear(embed_size, embed_size) self.register_buffer("mask", torch.tril(torch.ones(1000, 1000))) def forward(self, x): Q = self.query(x) K = self.key(x) V = self.value(x) attn = torch.softmax((Q @ K.transpose(-2,-1)) / (x.size(-1)**0.5), dim=-1) attn = attn * self.mask[:x.size(1), :x.size(1)] return attn @ V ```
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