假定transformer的解码器结构是从掩码多头注意力到残差连接和层正则化1再到多头交叉注意力再到残差连接和层正则化2再到前馈网络再到残差连接和层正则化3最后是解码输出,一共七层。参考以上transformer解码器结构,自定义所需变量和符号,分别对这七个模块的输入输出和处理过程进行具体分析。以I like this lecture四个词的输入序列为例,输出为其中文翻泽。假没词的embedding维度为10,编码器和解码均使用8个头的自注力模块。描述过程尽量简单,变量尽可能少
时间: 2024-04-22 18:28:40 浏览: 132
好的,我来回答你的问题。
首先,让我们定义一些变量和符号:
- $X$:解码器输入序列的词嵌入矩阵,大小为 $L \times d$,其中 $L$ 是序列长度,$d$ 是词嵌入维度。
- $M_i$:第 $i$ 层的掩码多头注意力模块的输出,大小为 $L \times d$。
- $LN_1()$:第 $i$ 层的第一层正则化模块。
- $C_i$:第 $i$ 层的多头交叉注意力模块的输出,大小为 $L \times d$。
- $LN_2()$:第 $i$ 层的第二层正则化模块。
- $F_i$:第 $i$ 层的前馈网络模块的输出,大小为 $L \times d$。
- $LN_3()$:第 $i$ 层的第三层正则化模块。
- $Y$:解码器的输出序列的词嵌入矩阵,大小为 $L' \times d$,其中 $L'$ 是输出序列的长度。
现在,我们来分析每个模块的输入、输出和处理过程:
1. 掩码多头注意力模块
输入:解码器输入序列的词嵌入矩阵 $X$,以及一个掩码矩阵 $M$,大小为 $L \times L$,其中 $M_{i,j}=1$ 表示位置 $i$ 和位置 $j$ 之间存在依赖关系,需要被掩盖。
过程:首先,将 $X$ 分别作为查询、键和值输入到一个多头注意力模块中,得到多个注意力头的输出。然后,将这些输出拼接在一起,并通过一个全连接层进行变换,得到最终的输出 $M_i$。最后,将 $M_i$ 与输入 $X$ 相加并进行正则化,得到输出 $LN_1(M_i + X)$。
2. 多头交叉注意力模块
输入:掩码多头注意力模块的输出 $M_i$,以及编码器的输出矩阵 $H$,大小为 $L_e \times d$,其中 $L_e$ 是编码器输出序列的长度。
过程:首先,将 $M_i$ 作为查询输入到一个多头注意力模块中,将 $H$ 作为键和值输入到该模块中。得到多个注意力头的输出后,将它们拼接在一起,并通过一个全连接层进行变换,得到最终的输出 $C_i$。最后,将 $C_i$ 与输入 $LN_1(M_i + X)$ 相加并进行正则化,得到输出 $LN_2(C_i + LN_1(M_i + X))$。
3. 前馈网络模块
输入:多头交叉注意力模块的输出 $C_i$。
过程:通过一个两层的全连接神经网络,对 $C_i$ 进行变换,得到输出 $F_i$。最后,将 $F_i$ 与输入 $LN_2(C_i + LN_1(M_i + X))$ 相加并进行正则化,得到输出 $LN_3(F_i + LN_2(C_i + LN_1(M_i + X)))$。
4. 解码输出
输入:前馈网络模块的输出 $F_7$。
过程:将 $F_7$ 作为解码器的输出序列的词嵌入矩阵 $Y$。通过一个全连接层将 $Y$ 变换为输出序列的概率分布,得到最终的输出。
以 "I like this lecture" 四个词的输入序列为例,输出为中文翻译。假设输出序列长度为4,即 "我 喜欢 这个 讲座"。在解码过程中,每个时间步的输入都是前一个时间步的输出,即第一个时间步的输入为 "开始" 的词嵌入向量。将其输入到解码器中,依次经过每个模块的处理,最终得到输出序列的概率分布,然后根据概率分布进行采样,得到最终的输出序列。
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