matlab 多头自注意力机制层

多头自注意力机制层是一种在深度学习中常用的注意力机制，它能够帮助模型在处理序列数据时捕捉全局依赖关系。在MATLAB中，可以使用自注意力机制层来实现多头自注意力机制。

以下是一个使用MATLAB实现多头自注意力机制层的示例代码：

classdef MultiHeadSelfAttentionLayer < nnet.layer.Layer
    properties
        NumHeads % 头的数量
        NumFeatures % 特征的数量
        AttentionDropout % 注意力层的dropout率
    end
    
    properties (Learnable)
        QueryWeights % 查询权重
        KeyWeights % 键权重
        ValueWeights % 值权重
        OutputWeights % 输出权重
    end
    
    methods
        function layer = MultiHeadSelfAttentionLayer(numHeads, numFeatures, attentionDropout)
            layer.NumHeads = numHeads;
            layer.NumFeatures = numFeatures;
            layer.AttentionDropout = attentionDropout;
            
            % 初始化权重
            layer.QueryWeights = randn(numFeatures, numFeatures);
            layer.KeyWeights = randn(numFeatures, numFeatures);
            layer.ValueWeights = randn(numFeatures, numFeatures);
            layer.OutputWeights = randn(numFeatures, numFeatures);
        end
        
        function Z = predict(layer, X)
            batchSize = size(X, 4);
            numTimeSteps = size(X, 3);
            
            % 初始化输出
            Z = zeros(size(X));
            
            % 对每个头进行循环
            for i = 1:layer.NumHeads
                % 计算查询、键和值
                Q = fullyconnect(X, layer.QueryWeights);
                K = fullyconnect(X, layer.KeyWeights);
                V = fullyconnect(X, layer.ValueWeights);
                
                % 计算注意力得分
                scores = softmax((Q' * K) / sqrt(layer.NumFeatures));
                
                % 对注意力得分进行dropout
                dropoutMask = rand(size(scores)) > layer.AttentionDropout;
                scores = scores .* dropoutMask;
                
                % 计算加权和
                weightedSum = V * scores';
                
                % 计算输出
                output = fullyconnect(weightedSum, layer.OutputWeights);
                
                % 将输出添加到总输出中
                Z = Z + output;
            end
            
            % 对输出进行归一化
            Z = Z / layer.NumHeads;
        end
    end
end

这是一个自定义的MATLAB层，它实现了多头自注意力机制。在该层中，我们首先计算查询、键和值，然后计算注意力得分，并对得分进行dropout。接下来，我们计算加权和，并将其通过输出权重进行线性变换。最后，我们对所有头的输出进行平均，得到最终的输出。

请注意，这只是一个示例代码，具体的实现可能会根据具体的应用场景和需求进行调整。