pytorch实现将self-attention机制添加到mlp中

时间: 2023-12-02 07:02:21 浏览: 34
要将self-attention机制添加到MLP中,可以使用PyTorch中的`nn.MultiheadAttention`模块。以下是一个简单的示例代码: ```python import torch.nn as nn class MLPWithSelfAttention(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, num_heads): super(MLPWithSelfAttention, self).__init__() self.fc1 = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.fc2 = nn.Linear(hidden_size, input_size) self.self_attn = nn.MultiheadAttention(input_size, num_heads) def forward(self, x): # Feedforward x = nn.functional.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) # Self-attention x = x.permute(1, 0, 2) # Change to shape (seq_len, batch_size, input_size) x, _ = self.self_attn(x, x, x) # Query, key, value are all input x x = x.permute(1, 0, 2) # Change back to shape (batch_size, seq_len, input_size) return x ``` 在这个示例中,`MLPWithSelfAttention`类包括一个MLP和一个self-attention模块。在`__init__`方法中,我们定义了两个全连接层和一个self-attention模块。`nn.MultiheadAttention`模块需要三个输入参数:输入维度、头的数量以及是否使用bias。在这里,我们将输入维度设置为`input_size`,头的数量设置为`num_heads`。 在`forward`方法中,我们首先通过MLP对输入进行前向传播,然后将输出沿着序列长度的维度进行转置,以便于self-attention模块的输入格式。我们将转置后的张量作为self-attention模块的query、key和value输入,然后获取self-attention的输出。最后,我们再次将张量转置回来,并将其作为输出返回。 这是一个简单的示例,可以根据需要进行修改和扩展。

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import numpy as np import torch from torch import nn from torch.nn import init def spatial_shift1(x): b, w, h, c = x.size() x[:, 1:, :, :c // 4] = x[:, :w - 1, :, :c // 4] x[:, :w - 1, :, c // 4:c // 2] = x[:, 1:, :, c // 4:c // 2] x[:, :, 1:, c // 2:c * 3 // 4] = x[:, :, :h - 1, c // 2:c * 3 // 4] x[:, :, :h - 1, 3 * c // 4:] = x[:, :, 1:, 3 * c // 4:] return x def spatial_shift2(x): b, w, h, c = x.size() x[:, :, 1:, :c // 4] = x[:, :, :h - 1, :c // 4] x[:, :, :h - 1, c // 4:c // 2] = x[:, :, 1:, c // 4:c // 2] x[:, 1:, :, c // 2:c * 3 // 4] = x[:, :w - 1, :, c // 2:c * 3 // 4] x[:, :w - 1, :, 3 * c // 4:] = x[:, 1:, :, 3 * c // 4:] return x class SplitAttention(nn.Module): def __init__(self, channel=512, k=3): super().__init__() self.channel = channel self.k = k self.mlp1 = nn.Linear(channel, channel, bias=False) self.gelu = nn.GELU() self.mlp2 = nn.Linear(channel, channel * k, bias=False) self.softmax = nn.Softmax(1) def forward(self, x_all): b, k, h, w, c = x_all.shape x_all = x_all.reshape(b, k, -1, c) # bs,k,n,c a = torch.sum(torch.sum(x_all, 1), 1) # bs,c hat_a = self.mlp2(self.gelu(self.mlp1(a))) # bs,kc hat_a = hat_a.reshape(b, self.k, c) # bs,k,c bar_a = self.softmax(hat_a) # bs,k,c attention = bar_a.unsqueeze(-2) # #bs,k,1,c out = attention * x_all # #bs,k,n,c out = torch.sum(out, 1).reshape(b, h, w, c) return out class S2Attention(nn.Module): def __init__(self, channels=512): super().__init__() self.mlp1 = nn.Linear(channels, channels * 3) self.mlp2 = nn.Linear(channels, channels) self.split_attention = SplitAttention() def forward(self, x): b, c, w, h = x.size() x = x.permute(0, 2, 3, 1) x = self.mlp1(x) x1 = spatial_shift1(x[:, :, :, :c]) x2 = spatial_shift2(x[:, :, :, c:c * 2]) x3 = x[:, :, :, c * 2:] x_all = torch.stack([x1, x2, x3], 1) a = self.split_attention(x_all) x = self.mlp2(a) x = x.permute(0, 3, 1, 2) return x

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