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transformer 学习

1.1Encoder

Encoder由N=6个相同的layer组成,layer指的就是上图左侧的单元,最左边有个“Nx”,这里是x6个。每个Layer由两个sub-layer组成,分别是multi-head self-attention mechanism和fully connected feed-forward network。其中每个sub-layer都加了residual connection和normalisation,因此可以将sub-layer的输出表示为:

接下来按顺序解释一下这两个sub-layer

Multi-head self-attention

熟悉attention原理的童鞋都知道,attention可由以下形式表示:

multi-head attention则是通过h个不同的线性变换对Q,K,V进行投影,最后将不同的attention结果拼接起来:

self-attention则是取Q,K,V相同。
另外,文章中attention的计算采用了scaled dot-product,即:

作者同样提到了另一种复杂度相似但计算方法additive attention,在d_k很小的时候和dot-product结果相似,d_k大的时候,如果不进行缩放则表现更好,但dot-product的计算速度更快,进行缩放后可减少影响(由于softmax使梯度过小,具体可见论文中的引用)。

Position-wise feed-forward networks

这层主要是提供非线性变换。Attention输出的维度是[bsz*seq_len, num_heads*head_size],第二个sub-layer是个全连接层,之所以是position-wise是因为过线性层时每个位置i的变换参数是一样的

1.2 Decoder

Decoder和Encoder的结构差不多,但是多了一个attention的sub-layer,这里先明确一下decoder的输入输出和解码过程:

  • 输出:对应i位置的输出词的概率分布
  • 输入:encoder的输出 & 对应i-1位置decoder的输出。所以中间的attention不是self-attention,它的K,V来自encoder,Q来自上一位置decoder的输出
  • 解码:这里要特别注意一下,编码可以并行计算,一次性全部encoding出来,但解码不是一次把所有序列解出来的,而是像rnn一样一个一个解出来的,因为要用上一个位置的输入当作attention的query
    明确了解码过程之后最上面的图就很好懂了,这里主要的不同就是新加的另外要说一下新加的attention多加了一个mask,因为训练时的output都是ground truth,这样可以确保预测第i个位置时不会接触到未来的信息。

加了mask的attention原理如图(另附multi-head attention):

Author: kim yhow
Link: http://yoursite.com/2020/04/26/transformer-学习/
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