attention注意力機制學習

2021-10-10 07:38:05 字數 2474 閱讀 4038

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attention機制的血緣關係:

encoder-decoder:

是一種神經網路的結構,常見的encoder和decoder可以是rnn、lstm、gru這些能夠處理序列資料的模型。

任務:輸入乙個序列,輸出乙個序列。

主要部分:encoder和decoder,encoder首先處理輸入序列中的每乙個item(需要做embeeding處理),並且將其轉換成乙個向量(context向量),然後encoder將context向量傳遞給decoder,decoder根據context向量乙個接乙個的生成輸出序列中的每個item。

從上面的encoder和decoder結構seq2seq模型可以發現,encoder只把最後乙個hidden state作為context向量餵給decoder,所以這種結構在處理長句子翻譯問題的時候表現並不好。為解決這個問題,attention應運而生,attention使得模型能夠關注輸入序列中與目標相關的部分。

1. 什麼要引入attention機制?

迴圈神經網路已經的很強的記憶能力,但想要記憶長距離的資訊需要更複雜的模型,需要更強大的計算能力,而往往在很多場合計算能力是乙個瓶頸,使得不能一味增加模型的複雜度來提高模型效果。

2. attention機制的理解

引入人腦處理資訊過載的方式,只選擇一些關鍵資訊進行處理,來提高神經網路的效率。在影象識別中人的面部、文字中的標題以及文章首句等位置就是關鍵資訊。

3. attention機制有哪些?

按照認知神經學中的注意力,可以分為兩類:

在人工神經網路中,注意力機制一般就特指聚焦式注意力。

4. attention機制的原理

上面的圖是qkv模型,假設輸入為 [外鏈轉存失敗,源站可能有防盜煉機制,建議將儲存下來直接上傳q

qq,memory 中以(k

kk,v

vv)形式儲存需要的上下文。感覺在 q&a 任務中,這種設定比較合理,transformer 是採用的這種建模方式。 k

kk 是 question, v

vv是 answer,q

qq是新來的 question,看看歷史 memory 中k

kk 更相似,然後依葫蘆畫瓢,根據相似 v

vv,合成當前問題的答案。

decoder中的資訊定義為乙個query,encoder中包含了所有可能出現的詞語,我們將其作為乙個字典,該字典的key為所有encoder的序列資訊。n個單詞相當於當前字典中有n條記錄,而字典的value通常也是所有encoder的序列資訊。

注意力機制可以分為三步:

我們將 α

i\alpha_i

αi​稱之為注意力分布(概率分布),s(x

i,q)

s(x_i,q)

s(xi​,

q)為注意力打分機制,有幾種打分機制:

這種編碼方式為軟性注意力機制(soft attention),軟性注意力機制有兩種:普通模式(key=value=x)和鍵值對模式(key!= value)

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