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Transformer（转换器）

发布时间 2023-07-20 18:10:30作者: 天亮yǐ后

Sequence To Sequence（序列对序列）

  • 输入一个序列，输出一个序列

输出序列的长度由机器自己决定，例如：语音辨识、机器翻译、语音翻译

 Sequence To Sequence一般分成两部分：

  1. Encoder:传入一个序列，由Encoder处理后传给Decoder
  2. Decoder:决定输出什么样的序列

Encoder

 Encoder中分为多个Block，每个Block中包含多层；主要有Self attention和全连接层：

Self attention会输入的序列分别对应输出一个序列，在Transformer中加入了一些设计（residual）：

  1. 对输出的序列加上输入序列，作为新输出；再进行标准化(norm)输出后传入全连接层
  2. 全连接层也有residual的设计，再次标准化(norm)输出；最终结果才是一个Block过程

Decoder

Autoregressive（AT自回归）

例如：语音辨识的Decoder；

1.首先先给其设置一个特殊符号，代表开始；Decoder会输出一个向量，长度为可能输出字的长度，向量元素的值为对应字的概率，向量的输出为概率最大的字；

2.之后把前一个输出的字作为开始符号输出，再次输出之后的字，直至最后输出结束符号：

注：如果中间某个输出有误，则会使下一个输入错误，可能影响后面全部的结果

可以看出Encoder和Decoder比较相似

Masked self attention与self attention的区别：

  • self attention：每个输出都考虑全部的输出序列

  • 由于Decoderd的过程，每个输入都为上一个输出，所以Masked self attention：每个输出都考虑对应及之前的输出序列

Non Autoregressive（NAT非自回归）

  • AT：输入开始符号，输出第一个字，上一次输出作为这次输入传入得到输出，直至输出结束符号
  • NAT：一次性产生出整个句子

由于NAT事先不知道输出序列的长度，所以有两种方法：

  1.  另外做一个神经网络层设置输出，传入全部序列，输出这个NAT Decoder应该输出字的长度
  2.  设置输出字数的上限，最终只输出到第一个结束符号为止；

所以NAT的速度比AT的速度快

Decoder与Encoder不同

  • Decoder多一个Ceoss attention，为Decoder与Encoder连接的桥梁，从Encoder传入Decoder两个参数；

具体为：

  1. Decoder中Masked self attention输出向量（序列）乘一个矩阵得到向量q
  2. Encoder输出分别乘两个矩阵得到Ki、Vi
  3. 计算Ki与q的关系分数αi，然后αi与Vi相乘再相加得到 v ，即为全连接层的输入；

Training（训练）：

例如：语音辨识的训练

使Decoder输出的序列（字的概率分布）与正确输出字的序列越接近越好（类似分类问题）