Transformer详解

已于 2022-07-04 09:58:03 修改
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分类专栏： 深度学习 文章标签： transformer 深度学习 自然语言处理
于 2022-07-01 12:01:37 首次发布
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本文介绍Transformer模型的基本结构，包括Encoder和Decoder的组成与工作原理，并详细解释了位置编码的作用及多头注意力机制的应用。

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Transformer全局概括

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注意:

  1. Encoder和Decoder的个数可以自己决定，Encoder之间的结构是相同的，Decoder之间的结构是相同的，但是Encoder和Decoder之间的结构是不相同的
  2. Encoder之间的结构是完全相同的，但是参数是完全不同的，训练的时候是6个Encoder都在训练
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    Encoder
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    Decoder
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位置编码

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  1. Embedding
    将输入的句子切分成字，每个字定义一个512维的字向量
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  2. 位置编码
    对于RNN的输入参数u,隐藏参数w，输出参数v，在所有的timestamps，RNN都共享一套参数，更新的时候也是更新整套参数。
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    RNN是串行化处理，Transformer可以并行化，所有单词可以一起处理，但是忽略了单词间的序列关系（先后关系），这个时候就需要位置编码
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    将位置编码（512维度）和字向量（512维度）相加，得到最终的Transformer的输入
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多头注意力机制

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Transformer中解码器decoder的详细讲解（图文解释）
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Transformer中解码器decoder的详细讲解（图文解释）
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在开始处理输入序列之前，模型对输出嵌入进行一个位置，确保在训练阶段，解码器内的每个符号都能正确地获取之前生成符号的上下文信息。仿照编码器的设计，模型将，以此保留符号的序列顺序信息。解码器利用带掩码的多头自注意力机制，专注于输入序列的相关片段以及之前产生的符号。在训练过程中，通过，确保每个符号仅能参考其之前的符号。除了外，解码器还融合了，这使得解码器能够聚焦于输入序列的重要部分，进而生成受输入语境影响的输出符号。在自注意力层之后，解码器对每个符号独立施加。
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encoder eg decoder 输入包括 encoder的输出，给定一个BEGIN ，一个decoder输出的维度V（机器翻译就是中文字的个数，4、5000） 每个输出送入下一个输入
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目标序列 [tensor([1., 1., 1.]), tensor([1., 1., 1., 1., 1.])]# 特征序列 [tensor([1., 1.]), tensor([1., 1., 1., 1.])]# 目标序列和特征序列之间的长度不一样，需要将原序列中和目标序列中padding后的元素mask掉。# 有效特征序列[2,4]==>[2,4,1], 有效目标序列[2,5]==>[2,5,1]# 维度扩充[seq_len,seq_len]==>[1,seq_len,seq_len]
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一、Transformer博客推荐 Transformer源于谷歌公司2017年发表的文章Attention is all you need,Jay Alammar在博客上对文章做了很好的总结： 英文版：The Illustrated Transformer 优快云上又博主（于建民）对其进行了很好的中文翻译： 中文版：The Illustrated Transformer【译】 Google AI blog写的一篇简述可以作为科普文： Transformer: A Novel Neural Network Architecture for Language Understanding 李宏毅
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这两天在学习Transformer，看了李沐的论文解读和NLP从入门到放弃，看完这两个视频算是大致明白了Transformer的结构。 关于Self-Attention、Multi-Head Attention以及Poisitonal Encoding强烈建议看一下这篇文章：详解Transformer中Self-Attention以及Multi-Head Attention 但是对于Decoder部分，依然是有点模糊，不知道Decoder的输入到底是什么，也不知道Decoder到底是不是并行计算，还有E
构建Transformer框架，你必须了解Decoder【解码器】
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Transformer框架由两部分组成：编码器（Encoder）和解码器（Decoder）。本篇我们来聊聊解码器（Decoder）。
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写这个博客的原因在于：大部分解释Transformer的文章都只注重讲解Encoder部分，在Encoder中又侧重讲解self-attention原理。为了读者更好地理解整个Transformer的训练过程，我决定结合代码写一篇在理解了Encoder部分怎么理解Decoder模块的博文。 参考文章：https://jalammar.github.io/illustrated-transforme...
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deep learning 13. transformer 代码详细解析之decoder
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Transformer 是一种用于自然语言处理任务的深度学习模型，它是由 Google 在 2017 年提出的。相比于传统的循环神经网络和卷积神经网络，Transformer 采用了全新的 Encoder-Decoder 架构，使用了自注意力机制（Self-Attention Mechanism）来处理输入序列，从而在机器翻译、文本摘要、对话生成等任务上取得了很好的效果。 Transformer 本质上是一个 Encoder-Decoder 架构，其中 Encoder 和 Decoder 都是由多个相同的层堆叠而成。每个层都包含了两个子层，分别是 Multi-Head Attention 和 Feed Forward Neural Network。其中 Multi-Head Attention 是 Transformer 的核心，它使用了自注意力机制来计算输入序列中每个词与其他词之间的关系，从而更好地捕捉上下文信息。 Transformer 的训练过程分为两个阶段：第一阶段是无监督的预训练，使用大量的无标注数据来训练模型；第二阶段是有监督的微调，使用有标注的数据来微调模型，使其适应特定的任务。 下面是一个简单的 Transformer 模型的实现代码： ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F class Transformer(nn.Module): def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim, num_layers, num_heads, dropout): super().__init__() self.embedding = nn.Embedding(input_dim, hidden_dim) self.encoder_layers = nn.ModuleList([EncoderLayer(hidden_dim, num_heads, dropout) for _ in range(num_layers)]) self.decoder_layers = nn.ModuleList([DecoderLayer(hidden_dim, num_heads, dropout) for _ in range(num_layers)]) self.fc_out = nn.Linear(hidden_dim, output_dim) self.dropout = nn.Dropout(dropout) self.scale = torch.sqrt(torch.FloatTensor([hidden_dim])).to(device) def forward(self, src, trg, src_mask, trg_mask): src_len, batch_size = src.shape trg_len, batch_size = trg.shape src_pos = torch.arange(0, src_len).unsqueeze(1).repeat(1, batch_size).to(device) trg_pos = torch.arange(0, trg_len).unsqueeze(1).repeat(1, batch_size).to(device) src = self.dropout((self.embedding(src) * self.scale) + src_pos) trg = self.dropout((self.embedding(trg) * self.scale) + trg_pos) for layer in self.encoder_layers: src = layer(src, src_mask) for layer in self.decoder_layers: trg = layer(trg, src, trg_mask, src_mask) output = self.fc_out(trg) return output ```
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