如何理解transformer

2024-04-06 18:56:42
seozu_com
来源:
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转自文章 185
摘要:transformer 大模型

1. 自注意力机制(Self-Attention Mechanism) 

 在Transformer中,自注意力机制让模型能够独立评估输入序列中每个元素(通常是单词)与其他所有元素的关系,并据此加权聚合信息。这个过程允许模型关注序列中任意两个位置之间的相互影响,而不像RNN那样受限于线性顺序。在自注意力中,每个单词都会生成三个向量(query、key、value),query和key之间通过点积计算相似度得分,然后通过softmax函数归一化,最后用这些得分作为权重去加权求和各个位置的value向量,以此获得每个位置的上下文向量。 

 形象比喻: - 假设有一群朋友在一个聚会上聊天,每个人都有一个“话题”(query)、“影响力”(key)和“发言内容”(value)。每个人都会倾听全场每个人的发言,并根据发言内容对自己有多相关(query与key的匹配程度)来分配注意力。最终,每个人都会综合考虑整个聚会中对他/她最重要的人的发言内容,形成自己对整个讨论的理解(context vector)。 

2. 多头注意力(Multi-Head Attention) 

 Transformer不仅仅使用单一类型的注意力,而是通过多个并行运行的注意力“头”,每个头专注于输入的不同子空间,增强了模型捕捉不同上下文信息的能力。汇总各个头部的结果后,模型能够兼顾多种类型的相关性。 

 比喻延伸: - 类似于一群朋友在聚会中有多个讨论组,每个人会参与几个不同的讨论组,在每个讨论组里依据不同的主题(多头注意力的不同子空间)来分配注意力,最后综合各个讨论组的信息形成全面的认知。 

3. 编码器(Encoder)与解码器(Decoder)

 - 编码器逐层堆叠自注意力和前馈神经网络层,将输入序列转化为深层的上下文表征。 

 - 解码器同样采用自注意力,但增加了掩码机制,防止当前位置看到未来位置的内容(保持序列生成的因果性)。解码器还引入了源序列的上下文信息,以便在生成目标序列时参考。 

 比喻对应: - 将编码器视作一组译员团队,他们集体阅读源语言文本并共同讨论得出深入的理解;而解码器则是另一组译员,他们在已知源语言上下文的同时逐步创作出目标语言的文本,而且每次只翻译一部分,确保翻译的过程符合逻辑顺序。 

4. 位置编码(Positional Encoding)

 由于Transformer不具备循环结构,为了保留序列中词的位置信息,模型在输入序列中加入了位置编码,使得模型能够区分词汇间的相对或绝对位置。 

比喻说明: - 在聚会场景中,位置编码就像是给每位参与者佩戴了位置标识符,即使所有的发言都被打乱顺序后重新组合,我们依然可以根据标识知道谁的发言是在何时做出的。总结来说,Transformer模型通过自注意力机制实现序列内部元素间的动态关联,利用多头注意力捕获多元上下文,借助编码器和解码器的结构实现在各种序列转换任务上的高效表现,而位置编码保证了模型对序列位置敏感性。这样的模型设计极大地提高了处理序列数据的速度和性能,尤其在自然语言处理任务中表现出色。