BERT结构

博客提及自然语言处理,先展示两张图,具体细节后续补充。

先上两张图,具体细节有待后面补充

 

### BERT模型结构详解 #### 1. 整体架构设计 BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)是一种基于Transformer编码器的深度双向语言表示模型[^3]。它由多个堆叠的Transformer层组成,每一层都利用自注意力机制捕获输入序列中的上下文关系。 整体来看,BERT的核心在于其双向性,这种特性使其能够在训练过程中充分利用左侧和右侧的信息,从而生成更丰富的语义表示[^2]。 --- #### 2. 输入处理 在实际应用中,BERT接收的是经过特殊标记化的文本作为输入。具体来说,输入被转换成一系列token嵌入向量的形式,并附加位置嵌入以及分段嵌入: - **Token Embedding**: 将单词映射到高维空间中的稠密向量。 - **Positional Embedding**: 提供词序信息,因为原始Transformer并不具备捕捉顺序的能力。 - **Segment Embedding**: 当前句与下一句之间的区分标志,用于支持Next Sentence Prediction (NSP)任务。 最终,这三个部分相加得到完整的输入表示[^4]。 --- #### 3. 特征选择/学习模块 特征提取主要依赖于多头自注意力机制(Multi-head Self-Attention Mechanism),这是Transformer架构的关键组成部分之一。通过计算不同头部的关注权重分布,模型可以动态聚焦于句子的不同片段,进而实现复杂的模式匹配功能。 此外,在预训练阶段引入了两种创新性的目标任务——掩码语言建模(MLM, Masked Language Model)和下一句预测(NSP, Next Sentence Prediction)。其中,MLM随机遮蔽一定比例的tokens,让网络尝试恢复原貌;而NSP则判断两句话是否连续出现,以此增强跨句理解能力。 --- #### 4. 输出模块 ##### 4.1 NSP任务模块 Pooler 对于某些涉及篇章级推理的任务而言,仅依靠单个词语层面的理解可能不够充分。因此,BERT额外设置了pooler组件专门负责抽取整个句子的整体表征。该操作通常是取[CLS] token对应的隐藏状态作为全局描述符参与下游分类决策过程。 ##### 4.2 MLM任务输出模块 至于具体的词汇重建工作,则交给了线性变换后的softmax函数完成概率分配估计。即给定某个mask位点处候选字典大小范围内的所有可能性数值后,选取最大似然对应的那个选项视为最佳猜测结果。 ```python import torch from transformers import BertTokenizer, BertModel tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-uncased') model = BertModel.from_pretrained('bert-base-uncased') text = "Replace me by any text you'd like." encoded_input = tokenizer(text, return_tensors='pt') output = model(**encoded_input) print(output.last_hidden_state.shape) ``` 上述代码展示了如何加载预训练好的BERT模型并对一段文字进行编码获取最后一层隐含态张量尺寸情况。 --- ### 总结 综上所述,BERT凭借独特的双方向建模思路及其精心设计的两大辅助训练手段,在自然语言处理领域取得了显著成就。不仅限于此理论框架本身的价值所在,更重要的是启发了一系列后续改进版本相继问世,共同推动着AI技术向前发展步伐加快。
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