torch.nn.multiheadattention
时间: 2023-04-25 19:03:30 浏览: 82
torch.nn.multiheadattention是PyTorch中的一个多头注意力机制模块,用于处理序列数据的特征提取和表示学习。它可以将输入序列分成多个头,每个头都有自己的权重矩阵,然后将不同头的输出进行拼接和线性变换,得到最终的输出。这种方法可以提高模型的表达能力和泛化能力,特别适用于处理长序列和复杂关系的数据。
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用python复现torch.nn.MultiheadAttention的功能
要复现`torch.nn.MultiheadAttention`的功能,你需要进行一些额外的准备工作,并编写一些自定义代码。以下是一个简化版本的示例代码:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
class MultiheadAttention(nn.Module):
def __init__(self, embed_dim, num_heads):
super(MultiheadAttention, self).__init__()
self.embed_dim = embed_dim
self.num_heads = num_heads
# 线性变换层
self.q_linear = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
self.k_linear = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
self.v_linear = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
# 输出线性层
self.out_linear = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
def forward(self, query, key, value, attn_mask=None):
batch_size = query.size(0)
# 线性变换
query = self.q_linear(query)
key = self.k_linear(key)
value = self.v_linear(value)
# 改变形状以便多头注意力计算
query = query.view(batch_size * self.num_heads, -1, self.embed_dim // self.num_heads)
key = key.view(batch_size * self.num_heads, -1, self.embed_dim // self.num_heads)
value = value.view(batch_size * self.num_heads, -1, self.embed_dim // self.num_heads)
# 计算注意力得分
scores = torch.bmm(query, key.transpose(1, 2))
if attn_mask is not None:
scores = scores.masked_fill(attn_mask.unsqueeze(1), float('-inf'))
# 注意力权重归一化
attn_weights = F.softmax(scores, dim=-1)
# 加权求和
attn_output = torch.bmm(attn_weights, value)
# 恢复形状
attn_output = attn_output.view(batch_size, -1, self.embed_dim)
# 输出线性变换
attn_output = self.out_linear(attn_output)
return attn_output
```
在上述代码中,我们首先定义了一个名为`MultiheadAttention`的自定义模块。在`__init__`方法中,我们初始化了线性变换层和输出线性层。在`forward`方法中,我们首先对查询(query)、键(key)和值(value)进行线性变换,然后将形状调整为适合多头注意力计算的形式。接下来,我们计算注意力得分,并根据给定的注意力掩码进行填充。然后,我们对注意力权重进行归一化,并将其与值进行加权求和。最后,我们恢复形状,并对输出进行线性变换。请注意,这个实现是一个简化版本,并没有包含所有的细节和优化。如果需要更完整和高效的实现,可以参考PyTorch官方文档或其他相关资源。
用python复现torch.nn.MultiheadAttention中参数key_padding_mask的功能
要复现`torch.nn.MultiheadAttention`中`key_padding_mask`参数的功能,你可以使用torch.masked_fill函数。以下是一个示例代码:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
class MultiheadAttention(nn.Module):
def __init__(self, embed_dim, num_heads):
super(MultiheadAttention, self).__init__()
self.embed_dim = embed_dim
self.num_heads = num_heads
# 线性变换层
self.q_linear = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
self.k_linear = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
self.v_linear = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
# 输出线性层
self.out_linear = nn.Linear(embed_dim, embed_dim)
def forward(self, query, key, value, key_padding_mask=None):
batch_size = query.size(0)
seq_len = query.size(1)
# 线性变换
query = self.q_linear(query)
key = self.k_linear(key)
value = self.v_linear(value)
# 改变形状以便多头注意力计算
query = query.view(batch_size * self.num_heads, seq_len, self.embed_dim // self.num_heads)
key = key.view(batch_size * self.num_heads, -1, self.embed_dim // self.num_heads)
value = value.view(batch_size * self.num_heads, -1, self.embed_dim // self.num_heads)
# 计算注意力得分
scores = torch.bmm(query, key.transpose(1, 2))
if key_padding_mask is not None:
key_padding_mask = key_padding_mask.unsqueeze(1).unsqueeze(2)
scores = scores.masked_fill(key_padding_mask, float('-inf'))
# 注意力权重归一化
attn_weights = F.softmax(scores, dim=-1)
# 加权求和
attn_output = torch.bmm(attn_weights, value)
# 恢复形状
attn_output = attn_output.view(batch_size, seq_len, self.embed_dim)
# 输出线性变换
attn_output = self.out_linear(attn_output)
return attn_output
```
在上述代码中,我们在`forward`方法中添加了一个名为`key_padding_mask`的参数。在计算注意力得分之前,我们将`key_padding_mask`进行扩展和形状调整,以使其与注意力得分的形状相匹配。然后,我们使用torch.masked_fill函数将`key_padding_mask`中为True的位置对应的注意力得分设置为负无穷(-inf),以进行屏蔽。最后,我们继续进行注意力权重归一化、加权求和等操作。
请注意,这个实现是一个简化版本,并没有包含所有的细节和优化。如果需要更完整和高效的实现,可以参考PyTorch官方文档或其他相关资源。