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transformer

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Transformer 是一种深度学习模型,其核心思想是“Attention is all you need”。以下为您详细介绍其工作流程:

假设我们有一个英文句子“I am a student”需要翻译成中文。

  1. 输入嵌入(Input Embeddings):首先,将每个单词映射为一个向量,即单词嵌入(word embeddings)。例如“I”映射为一个 512 维的向量。
  2. 位置编码(Positional Encodings):由于 Transformer 没有递归或卷积等捕获序列顺序的结构,所以需要给每个词位置加上位置编码,使模型知道词语的相对位置。
  3. 编码器(Encoder):输入序列的嵌入向量和位置编码相加后被送入编码器层。编码器由多个相同的层组成,每层有两个核心部分:
    • 多头注意力机制(Multi-Head Attention):捕捉单词间的依赖关系。
    • 前馈神经网络(Feed-Forward NN):对 attention 的结果进行进一步编码。
  4. 解码器(Decoder):编码器的输出被送入解码器层。解码器也是由多个相同层组成,每层除了编码器组件外,还有一个额外的注意力模块,对编码器的输出序列建模依赖关系。
  5. 输出嵌入(Output Embeddings):解码器最后一层的输出被映射为输出单词概率分布。例如生成单词“我”“是”等概率。
  6. 生成(Generation):基于概率分布,以贪婪或 beam search 等解码策略生成完整的输出序列。

Transformer 主要用于处理序列数据,包括现在最火的 NLP 任务。与之前的模型不同,Transformer 完全基于注意力机制,不使用传统的循环神经网络(RNN)或卷积神经网络(CNN)的计算架构。它可以用来翻译文本、写诗、写文章,甚至生成计算机代码。像 GPT-3、BERT、T5 等功能强大的自然语言处理(NLP)模型都是基于 Transformer 模型构建的。如果您想在机器学习,特别是自然语言处理方面与时俱进,对 Transformer 有一定的了解是很有必要的。

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References

问:能通过简单易懂的方法跟我讲一下 transform 的工作流程吗?

当然可以,让我用一个简单的例子来解释一下Transformer的工作流程:假设我们有一个英文句子"I am a student"需要翻译成中文。Transformer的工作方式如下:1.输入嵌入(Input Embeddings)首先,将每个单词映射为一个向量,即单词嵌入(word embeddings)。例如"I"映射为一个512维的向量。2.位置编码(Positional Encodings)因为Transformer没有递归或卷积等捕获序列顺序的结构,所以需要给每个词位置加上位置编码,使模型知道词语的相对位置。3.编码器(Encoder)输入序列的嵌入向量和位置编码相加后被送入编码器层。编码器由多个相同的层组成,每层有两个核心部分:a)多头注意力机制(Multi-Head Attention)捕捉单词间的依赖关系。b)前馈神经网络(Feed-Forward NN)对attention的结果进行进一步编码。4.解码器(Decoder)编码器的输出被送入解码器层。解码器也是由多个相同层组成,每层除了编码器组件外,还有一个额外的注意力模块,对编码器的输出序列建模依赖关系。5.输出嵌入(Output Embeddings)解码器最后一层的输出被映射为输出单词概率分布。例如生成单词"我"、"是"等概率。6.生成(Generation)基于概率分布,以贪婪或beam search等解码策略生成完整的输出序列。

机器学习-Transformer的基本工作原理

Transformer是一种深度学习模型,核心思想是"Attention is all you need",这句话来源于2017年由Google Brain团队发布的同名论文。Transformer主要用于处理序列数据,包括现在最火的NLP任务。与之前的模型不同,Transformer完全基于注意力机制,不使用传统的循环神经网络(RNN)或卷积神经网络(CNN)的计算架构。

解析 Transformer 模型:理解 GPT-3、BERT 和 T5 背后的模型

原文链接:https://daleonai.com/transformers-explained作者:Dale Markowitz(@Google Labs,领导生成式AI的宣传和教育)发表时间:2021年5月6日翻译:数据派THU(译者:王可汗,校对:和中华),略有修改中文翻译原地址:https://mp.weixin.qq.com/s/kfsW7ccYUAGp1AHWWF6c1w《[A16Z整理的AI典藏](https://ywh1bkansf.feishu.cn/wiki/F8OMwrI3TisTPokQAJHcMG2knBh)》入门第四篇你知道这句话吗,当你有一把锤子的时候,所有东西看起来都像钉子?在机器学习中,我们似乎真的发现了一种神奇的锤子。实际上,在这个模型面前所有东西都是钉子,这就是Transformer模型。Transformer模型可以用来翻译文本、写诗、写文章,甚至生成计算机代码。事实上,我在daleonai.com上写的很多惊人的研究都是建立在Transformer基础之上,比如AlphaFold 2,它是一种从基因序列中预测蛋白质结构的模型,以及GPT-3、BERT、T5、Switch、Meena等功能强大的自然语言处理(NLP)模型。你可能会说,他们不仅仅是遇到了……呃,先往下说吧。如果你想在机器学习,特别是自然语言处理方面与时俱进,你至少要对Transformer有一点了解。所以在这篇文章中,我们将讨论它们是什么,它们是如何工作的以及为什么它们如此有影响力。

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如何深入浅出的讲解Transformer
Transformer 的工作流程可以通过一个简单的例子来解释,比如将英文句子“I am a student”翻译成中文: 1. 输入嵌入(Input Embeddings):将每个单词映射为一个向量,如将“I”映射为一个 512 维的向量。 2. 位置编码(Positional Encodings):由于 Transformer 没有递归或卷积等捕获序列顺序的结构,所以需要给每个词位置加上位置编码,让模型知道词语的相对位置。 3. 编码器(Encoder):输入序列的嵌入向量和位置编码相加后被送入编码器层。编码器由多个相同的层组成,每层有两个核心部分,一是多头注意力机制(MultiHead Attention)用于捕捉单词间的依赖关系,二是前馈神经网络(FeedForward NN)对 attention 的结果进行进一步编码。 4. 解码器(Decoder):编码器的输出被送入解码器层。解码器也是由多个相同层组成,每层除了编码器组件外,还有一个额外的注意力模块,对编码器的输出序列建模依赖关系。 5. 输出嵌入(Output Embeddings):解码器最后一层的输出被映射为输出单词概率分布,例如生成单词“我”“是”等的概率。 6. 生成(Generation):基于概率分布,以贪婪或 beam search 等解码策略生成完整的输出序列。 此外,aaronxic 从自己实际入坑的经验出发,总结梳理了新手友好的 transformer 入坑指南,计划从以下五个方面进行介绍: 1. 算法 1:NLP 中的 transformer 网络结构。 2. 算法 2:CV 中的 transformer 网络结构。 3. 算法 3:多模态下的 transformer 网络结构。 4. 训练:transformer 的分布式训练。 5. 部署:transformer 的 tvm 量化与推理。 同时,aaronxic 还针对 perplexity 指标进行了介绍,会先从大家熟悉的 entropy 指标开始,逐步介绍针对自然语言的改进版 Ngram Entropy 指标,最后介绍基于此改进的 perplexity 指标。
2024-12-27
2. Transformer
Transformer 是自然语言处理领域中的一种重要模型架构。以下是一些与 Transformer 相关的内容: 在“皇子:LLM 经典论文速读版,看完感觉自己通透了”中,Transformer 是众多被讨论的模型之一,与 GPT1、BERT 等一同被提及。 在“Sora:大型视觉模型的背景、技术、局限性和机遇综述【官方论文】”中,从核心本质上看,Sora 是一个具有灵活采样维度的扩散变压器。 在“机器之心的进化/理解 AI 驱动的软件 2.0 智能革命”中,有众多与 Transformer 相关的参考资料,如“Attention Is All You Need”论文等。
2024-12-27
transformer的原理
Transformer 模型是一种基于注意力机制的深度学习模型,由 Vaswani 等人在论文《Attention is All You Need》中提出,用于处理序列到序列的任务,如机器翻译、文本摘要等。其原理主要包括以下几个关键点: 1. 自注意力机制:能够同时考虑输入序列中所有位置的信息,而不是像循环神经网络或卷积神经网络一样逐个位置处理。通过自注意力机制,模型可以根据输入序列中不同位置的重要程度,动态地分配注意力权重,从而更好地捕捉序列中的关系和依赖。 2. 位置编码:由于自注意力机制不考虑输入序列的位置信息,为了使模型能够区分不同位置的词语,Transformer 模型引入了位置编码。位置编码是一种特殊的向量,与输入词向量相加,用于表示词语在序列中的位置信息。位置编码通常是基于正弦和余弦函数计算得到的固定向量,可以帮助模型学习到位置信息的表示。 3. 多头注意力机制:通过引入多头注意力机制,可以并行地学习多个注意力表示,从不同的子空间中学习不同的特征表示。每个注意力头都是通过将输入序列线性变换成查询、键和值向量,并计算注意力分数,然后将多个头的输出拼接在一起得到最终的注意力表示。 4. 残差连接和层归一化:在每个子层(SelfAttention 层和前馈神经网络层)的输入和输出之间都引入了残差连接,并对输出进行层归一化。残差连接可以缓解梯度消失和梯度爆炸问题,使得模型更容易训练和优化;层归一化可以加速训练过程,并提高模型的泛化能力。 5. 位置感知前馈网络:在每个注意力子层之后,Transformer 模型还包含了位置感知前馈网络,它是一个两层的全连接前馈神经网络,用于对注意力表示进行非线性转换和映射。位置感知前馈网络在每个位置独立地进行计算,提高了模型的并行性和计算效率。 通过以上关键点,Transformer 模型能够有效地捕捉输入序列中的长距离依赖关系,并在各种序列到序列的任务中取得了优异的性能。 请注意,以上内容由 AI 大模型生成,请仔细甄别。
2024-11-22
什么是Transformers
Transformer 是一种注意力模型,也被称为变形金刚模型。它源于 Google 团队在 2017 年发布的一篇名为《Attention Is All You Need》的论文。 语言建模多年来不断发展,在 2015 年注意力机制兴起,Transformers 模型就是基于此。 Transformer 具有以下特点: 基于注意力机制,能更好地捕捉序列中的长程依赖关系。 是一种使用注意力机制的编码器解码器模型,可以利用多元化的优势,同时处理大量数据。 其架构由编码器和解码器组成,编码器对输入序列进行编码并传递给解码器,解码器解码相关任务的表示。 尽管 Transformers 之前的模型能将单词表示为向量,但这些向量不包含上下文,而 Transformer 能解决此问题。 生成式人工智能的力量来自于使用了 Transformers,其核心思想是“自注意力机制”,能让模型在处理一个词或短语时,同时考虑到与它相关的其他词或短语的信息,从而更好地理解语言的上下文,更准确地进行翻译或生成文本。但 Transformers 也可能产生幻觉,即模型生成无意义或语法错误的单词或短语。 通过海量的训练学习,大型的神经网络模型(如 Transformer )中存储了大量知识,可通过文字生成展现。像 ChatGPT 这样基于 Transformer 的模型在闲聊中能表现出更多世界知识和一定推理能力,能更好地理解人类语言含义和上下文,生成更自然流畅的语言表达。Character.ai 也在研发自己类似于 ChatGPT 的预训练大型语言模型。
2024-10-30
transformer原理详解
Transformer 模型的原理主要包括以下几个方面: 1. 自注意力机制(SelfAttention Mechanism):能够同时考虑输入序列中所有位置的信息,而非像循环神经网络或卷积神经网络那样逐个位置处理。通过该机制,模型可根据输入序列中不同位置的重要程度,动态分配注意力权重,从而更好地捕捉序列中的关系和依赖。 2. 位置编码(Positional Encoding):由于自注意力机制不考虑输入序列的位置信息,为使模型能够区分不同位置的词语,引入位置编码。位置编码是一种特殊向量,与输入词向量相加,用于表示词语在序列中的位置信息,通常基于正弦和余弦函数计算得到固定向量,帮助模型学习位置信息的表示。 3. 多头注意力机制(MultiHead Attention):通过引入该机制,可以并行地学习多个注意力表示,从不同的子空间中学习不同的特征表示。每个注意力头都是通过将输入序列线性变换成查询、键和值向量,并计算注意力分数,然后将多个头的输出拼接在一起得到最终的注意力表示。 4. 残差连接(Residual Connection)和层归一化(Layer Normalization):在每个子层(SelfAttention 层和前馈神经网络层)的输入和输出之间引入残差连接,并对输出进行层归一化。残差连接可缓解梯度消失和梯度爆炸问题,使模型更易训练和优化;层归一化能加速训练过程,并提高模型的泛化能力。 5. 位置感知前馈网络(Positionwise FeedForward Networks):在每个注意力子层之后,包含位置感知前馈网络,它是一个两层的全连接前馈神经网络,用于对注意力表示进行非线性转换和映射。位置感知前馈网络在每个位置独立计算,提高了模型的并行性和计算效率。 此外,用一个简单的例子解释其工作流程:假设要将英文句子“I am a student”翻译成中文。 1. 输入嵌入(Input Embeddings):首先将每个单词映射为一个向量,即单词嵌入。 2. 位置编码(Positional Encodings):给每个词位置加上位置编码,使模型知道词语的相对位置。 3. 编码器(Encoder):输入序列的嵌入向量和位置编码相加后被送入编码器层。编码器由多个相同的层组成,每层有两个核心部分,即多头注意力机制捕捉单词间的依赖关系,前馈神经网络对 attention 的结果进行进一步编码。 4. 解码器(Decoder):编码器的输出被送入解码器层。解码器也由多个相同层组成,每层除了编码器组件外,还有一个额外的注意力模块,对编码器的输出序列建模依赖关系。 5. 输出嵌入(Output Embeddings):解码器最后一层的输出被映射为输出单词概率分布。 6. 生成(Generation):基于概率分布,以贪婪或 beam search 等解码策略生成完整的输出序列。
2024-10-18
transformer
Transformer 的工作流程如下: 1. 输入嵌入(Input Embeddings):将每个单词映射为一个向量,例如将“I”映射为一个 512 维的向量。 2. 位置编码(Positional Encodings):由于 Transformer 没有捕获序列顺序的结构,需给每个词位置加上位置编码,让模型知晓词语的相对位置。 3. 编码器(Encoder):输入序列的嵌入向量和位置编码相加后被送入编码器层。编码器由多个相同的层组成,每层有两个核心部分,即多头注意力机制(MultiHead Attention)捕捉单词间的依赖关系,以及前馈神经网络(FeedForward NN)对 attention 的结果进行进一步编码。 4. 解码器(Decoder):编码器的输出被送入解码器层。解码器也是由多个相同层组成,每层除了编码器组件外,还有一个额外的注意力模块,对编码器的输出序列建模依赖关系。 5. 输出嵌入(Output Embeddings):解码器最后一层的输出被映射为输出单词概率分布,例如生成单词“我”“是”等的概率。 6. 生成(Generation):基于概率分布,以贪婪或 beam search 等解码策略生成完整的输出序列。 Transformer 具有诸多优势,例如可以非常有效地并行化,这意味着只要有合适的硬件,就能训练出非常大的模型。像 GPT3 这样令人印象深刻的文本生成模型,其写作能力几乎与人类相当,就是在 45TB 的文本数据上训练而成的。Transformer 使神经网络能够更高效地理解和生成语言,通过并行分析散文块,找出值得关注的元素,极大地优化了生成连贯文本以响应提示的过程。最终,同样的技术还可以生成图像甚至视频。
2024-10-18