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通俗讲解Transformer架构——爱上Transformer的起点

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简介:
本教程深入浅出地解析了Transformer架构的工作原理和应用场景,旨在帮助初学者轻松理解并掌握这一革命性的机器学习模型。 以通俗的语言讲解Transformer的整体流程和思想,让你了解Transformer的来龙去脉。 首先,我们要明白的是为什么需要Transformer模型。传统的循环神经网络(RNN)在处理长序列数据时表现不佳,因为它们容易出现梯度消失或爆炸的问题,并且计算效率较低。为了克服这些问题,研究人员提出了注意力机制的概念。通过引入注意力机制,模型可以更灵活地关注输入序列中的重要部分。 接下来是Transformer的基本结构介绍:它主要由编码器(Encoder)和解码器(Decoder)两大部分组成。每个部分都包含多个相同的层堆叠而成,每一层内部又包括自注意力子层(Self-Attention)以及前馈神经网络(Feed Forward Neural Network, FFN)。 1. 自注意力机制: 这是Transformer的核心创新点之一。它允许模型在处理序列中的每一个元素时,能够同时考虑整个序列的信息,并且不同位置之间的依赖关系可以被轻松地建模出来。 2. 前馈神经网络:这个部分相对简单直接,在每个编码器或解码器层中都会应用相同的前向传播过程。 最后是训练Transformer模型的方法。与传统的RNN相比,由于其并行化的特性使得在大规模数据集上进行端到端的训练变得更为高效和可行。此外,通过引入位置编码(Positional Encoding)来补充序列信息中的顺序概念,在没有显式循环结构的情况下仍能保持对句子中词序的理解。 总结来说,Transformer模型通过自注意力机制实现了更高效的并行计算,并且能够更好地捕捉长距离依赖关系;同时结合前馈网络和跨层残差连接等技术进一步增强了其表达能力。这使得它在自然语言处理任务上展现出了非常强大的性能表现。

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客服
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  • Transformer——Transformer
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    本教程深入浅出地解析了Transformer架构的工作原理和应用场景,旨在帮助初学者轻松理解并掌握这一革命性的机器学习模型。 以通俗的语言讲解Transformer的整体流程和思想,让你了解Transformer的来龙去脉。 首先,我们要明白的是为什么需要Transformer模型。传统的循环神经网络(RNN)在处理长序列数据时表现不佳,因为它们容易出现梯度消失或爆炸的问题,并且计算效率较低。为了克服这些问题,研究人员提出了注意力机制的概念。通过引入注意力机制,模型可以更灵活地关注输入序列中的重要部分。 接下来是Transformer的基本结构介绍:它主要由编码器(Encoder)和解码器(Decoder)两大部分组成。每个部分都包含多个相同的层堆叠而成,每一层内部又包括自注意力子层(Self-Attention)以及前馈神经网络(Feed Forward Neural Network, FFN)。 1. 自注意力机制: 这是Transformer的核心创新点之一。它允许模型在处理序列中的每一个元素时,能够同时考虑整个序列的信息,并且不同位置之间的依赖关系可以被轻松地建模出来。 2. 前馈神经网络:这个部分相对简单直接,在每个编码器或解码器层中都会应用相同的前向传播过程。 最后是训练Transformer模型的方法。与传统的RNN相比,由于其并行化的特性使得在大规模数据集上进行端到端的训练变得更为高效和可行。此外,通过引入位置编码(Positional Encoding)来补充序列信息中的顺序概念,在没有显式循环结构的情况下仍能保持对句子中词序的理解。 总结来说,Transformer模型通过自注意力机制实现了更高效的并行计算,并且能够更好地捕捉长距离依赖关系;同时结合前馈网络和跨层残差连接等技术进一步增强了其表达能力。这使得它在自然语言处理任务上展现出了非常强大的性能表现。
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    本文介绍了一种基于Transformer架构的先进写诗机器人系统,利用深度学习技术自动生成高质量诗歌,探索了自然语言处理与创意写作结合的新路径。 #资源达人分享计划# 该活动旨在汇聚各类资源达人,共同分享知识与经验,促进学习交流。参与者可以通过发布文章、教程等形式来展示自己的专长领域,并帮助更多人成长进步。加入此计划不仅能拓宽视野,还能建立起一个积极向上的互助社区环境。
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    《Transformer解析与拆解》是一本深度剖析Transformer架构原理及其应用的技术书籍,适合对自然语言处理领域感兴趣的读者学习参考。 ### Transformer 析构 #### Transformer 介绍 Transformer 模型是一种用于处理序列数据的强大神经网络架构,在2017年由Vaswani等人在《Attention is All You Need》论文中首次提出,彻底改变了自然语言处理(NLP)领域的序列建模方法,特别是在机器翻译任务上表现出色且训练效率高。 **为什么要使用 Transformer?** 在Transformer出现之前,递归神经网络(RNNs)、长短期记忆网络(LSTMs)和门控循环单元(GRUs)是主要的工具。然而,这些模型存在一些固有限制: - **长期依赖性问题**:由于RNNs顺序处理数据的方式,它们难以捕捉文本中的长距离依赖关系。 - **计算效率低下**:每次只能处理一个时间步的数据,无法利用现代硬件的并行计算优势。 为了解决这些问题,Transformer采用了全新的架构设计,不再依赖递归或卷积操作,而是基于自注意力机制(Self-Attention Mechanism),从而解决了上述局限性。 #### Transformer 的工作流程 Transformer主要由两大部分组成:编码器(Encoder)和解码器(Decoder)。 **编码器**负责将输入序列转换成一系列隐藏表示。每个编码器包含两个子层: - **多头自注意力层**(Multi-Head Self-Attention Layer):允许模型同时关注不同位置的不同表示,增强了捕捉长距离依赖的能力。 - **前馈神经网络层**(Feed Forward Network Layer):用于进一步提取特征,并增加表达能力。 **解码器**负责根据编码器的输出生成目标序列。每个解码器也包含两个子层: - **掩蔽多头自注意力层**(Masked Multi-Head Self-Attention Layer):为了防止访问未来位置的信息,使用了掩蔽机制。 - **多头注意力层**(Multi-Head Attention Layer):查询向量来自于上一层的输出,键和值向量则来自编码器。 此外还包括: - **位置嵌入**(Positional Embedding):添加序列中单词的位置信息。 - **残差连接**(Residual Connections):帮助缓解梯度消失问题,提高训练稳定性。 - **层规范化**(Layer Normalization):用于加速训练过程。 #### Transformer 的训练 Transformer的训练主要包括以下步骤: 1. 初始化模型参数; 2. 前向传播输入序列通过编码器和解码器生成输出序列的概率分布; 3. 计算损失函数,通常使用交叉熵衡量预测与真实序列之间的差异; 4. 反向传播根据损失更新模型参数; 5. 重复迭代直到模型收敛。 #### Attention机制 **Attention机制**是Transformer的核心组成部分之一,允许模型专注于输入序列中的特定部分。其通过以下三个向量实现: - **查询向量(Query Vector)**: 表示当前要关注的部分。 - **键向量(Key Vector)**: 用于与查询进行匹配。 - **值向量(Value Vector)**: 包含实际信息。 **Attention计算**包括三步: 1. 计算每个位置的相似度分数; 2. 使用softmax函数归一化这些分数,得到注意力权重; 3. 将注意力权重乘以相应的值向量后求和,得出最终表示。 #### Transformer 的优点 - **参数较少**: 与传统CNN和RNN相比复杂度更低。 - **速度快**:Attention机制使得Transformer可以并行处理数据,显著提高了训练速度。 - **效果好**:特别在捕捉长距离依赖关系方面表现突出,这在许多NLP任务中至关重要。 #### 结论 自诞生以来,Transformer凭借独特的设计和卓越的性能,在众多自然语言处理任务上取得了突破性进展。其自注意力机制不仅克服了传统序列模型的局限性,并为后续预训练模型(如BERT、GPT等)奠定了基础,引领NLP技术的发展方向。随着研究深入和技术进步,Transformer的应用范围还在不断扩大,在更多领域展现出巨大潜力。
  • ViT完整代码-Visual Transformer始指南
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    本指南提供一个关于视觉Transformer(ViT)的完整代码实现,适用于初学者入门,帮助理解并实践图像处理中的Transformer模型。 Visual Transformer(ViT)直接应用图像patch序列的纯Transformer可以很好地执行图像分类任务,并取得了优异的结果。相较于传统方法,训练所需的计算资源也大大减少。此外,有关各种Visual Transformer的应用详细介绍包括在分类、检测和分割等领域的多种算法都可以在这个专栏中找到。