2023-08-24 01 torch,基本attention

1. easy_install 不推荐

easy_install torch -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

结果被告知推荐

2. torch.nn.Linear 

Linear — PyTorch 2.0 documentation

下面正文来源于:PyTorch中的torch.nn.Linear详解_L_bloomer的博客-CSDN博客


1)nn.Linear是一个类,使用时进行类的实例化

2)实例化的时候,nn.Linear需要输入两个参数,in_features为上一层神经元的个数out_features为这一层的神经元个数

3)不需要定义w和b。所有nn.Module的子类,形如nn.XXX的层,都会在实例化的同时随机生成w和b的初始值。所以实例化之后,我们就可以调用属性weightbias来查看生成的w和b。其中w是必然会生成的,b是我们可以控制是否要生成的。在nn.Linear类中,有参数bias,默认 bias = True。如果我们希望不拟合常量b,在实例化时将参数bias设置为False即可。

4)由于w和b是随机生成的,所以同样的代码多次运行后的结果是不一致的。如果我们希望控制随机性,则可以使用torch中的random类。如:torch.random.manual_seed(420) #人为设置随机数种子

5)由于不需要定义常量b,因此在特征张量中,不需要留出与常数项相乘的那一列,只需要输入特征张量。

6)输入层只有一层,并且输入层的结构(神经元的个数)由输入的特征张量X决定,因此在PyTorch中构筑神经网络时,不需要定义输入层。

7)实例化之后,将特征张量输入到实例化后的类中。

————————————————

3. torch.bmm

bmm的全称 batch matrix multiplication,两个具有相同批次大小的三维张量的矩阵乘法

下面正文来源于 torch.bmm释义_torch銆俠mm_高山莫衣的博客-CSDN博客

torch.bmm 要求输入的两个张量都具有三个维度,形状分别为 (batch_size, n, m) 和 (batch_size, m, p),其中 batch_size 表示批次大小,n、m 和 p 分别表示矩阵的行数和列数。

torch.bmm 函数将执行批量矩阵相乘的操作,计算每个批次中对应位置的两个矩阵的乘积。它返回一个具有形状 (batch_size, n, p) 的新张量,其中每个批次的结果矩阵是对应位置的输入矩阵相乘的结果。

import torch

# 创建两个具有相同批次大小的三维张量

batch_size = 2

n = 3

m = 4

p = 5

x = torch.randn(batch_size, n, m)

y = torch.randn(batch_size, m, p)

# 执行批量矩阵相乘操作

result = torch.bmm(x, y)

# 打印结果张量的形状

print(result.shape)  # torch.Size([2, 3, 5])

————————————————

在这个示例中,我们创建了两个具有相同批次大小的三维张量 x 和 y。它们的形状分别为 (2, 3, 4) 和 (2, 4, 5)。然后,我们使用 torch.bmm 对这两个张量进行批量矩阵相乘操作,并将结果存储在 result 张量中。最后,打印出结果张量的形状是 (2, 3, 5)。

————————————————

torch.bmm 要求输入张量的维度满足特定的条件,并且批次大小必须相同。

如果输入的张量不满足要求,将会引发错误。

因此,在使用 torch.bmm 之前,请确保输入张量的维度和批次大小是符合要求的。

————————————————

4. softmax

回忆softmax函数的公式,用numpy来表示一目了然:

import numpy as np

def softmax(x):

    exp_x =np.exp(x)

    sum_exp =np.sum(exp_x)

    softmax_x = exp_x / sum_exp

    return softmax_x


5. torch实现基本的Attention 

下面正文来源于:【NLP相关】attention的代码实现_attention pytorch 实现_Chaos_Wang_的博客-CSDN博客

class AttentionLayer(nn.Module):

    def __init__(self, input_size, output_size):

        super(AttentionLayer, self).__init__()

        self.input_proj = nn.Linear(input_size, output_size, bias=False)

        self.output_proj = nn.Linear(output_size, output_size, bias=False)

我们假设

输入序列是一个由n 个词语组成的序列

输出序列是一个由个标签组成的序列

初始的处理是保持output_size是一致的

————————————————

在定义完网络层之后,我们需要实现Attention的计算过程。在本文中,我们将使用加性Attention的计算方式。

具体来说,我们需要计算每一个输入词语与输出标签之间的相似度,然后将相似度进行归一化处理,最终得到一个由n个归一化的权重组成的向量。代码如下所示:

def forward(self, inputs, outputs):

        inputs = self.input_proj(inputs) # (batch_size, n, input_size) -> (batch_size, n, output_size)

        outputs = self.output_proj(outputs) # (batch_size, m, output_size) -> (batch_size, m, output_size)

        scores = torch.bmm(inputs, outputs.transpose(1, 2)) # (batch_size, n, output_size) * (batch_size, output_size, m) -> (batch_size, n, m)

        weights = F.softmax(scores, dim=1) # (batch_size, n, m)

        return weights

————————————————

首先,将输入序列和输出序列分别进行线性变换,并计算它们之间的相似度

然后,我们使用softmax函数将相似度进行归一化处理,从而得到一个n × m 的归一化权重矩阵。

最后,我们可以将Attention计算的结果与输入序列相乘,得到一个由m 个加权输入向量组成的向量。

代码如下所示:

— — — — — — — — — — — — — — — —

class AttentionLayer(nn.Module):

    def __init__(self, input_size, output_size):

        super(AttentionLayer, self).__init__()

        self.input_proj = nn.Linear(input_size, output_size, bias=False)

        self.output_proj = nn.Linear(output_size, output_size, bias=False)


    def forward(self, inputs, outputs):

        inputs = self.input_proj(inputs) # (batch_size, n, input_size) -> (batch_size, n, output_size)

        outputs = self.output_proj(outputs) # (batch_size, m, output_size) -> (batch_size, m, output_size)

        scores = torch.bmm(inputs, outputs.transpose(1, 2)) # (batch_size, n, output_size) * (batch_size, output_size, m) -> (batch_size, n, m)

        weights = F.softmax(scores, dim=1) # (batch_size, n, m)

        context = torch.bmm(weights.transpose(1, 2), inputs) # (batch_size, m, n) * (batch_size, n, output_size) -> (batch_size, m, output_size)

        return context

在上述代码中,我们将归一化权重矩阵输入序列进行矩阵乘法运算,得到一个由m个加权输入向量组成的向量。

这个向量就是Attention模型的输出结果。

至此,我们已经完成了Attention模型的代码实现。

————————————————

当然,这只是一个基本的Attention模型,它还可以通过增加更多的层来提升性能,比如Multi-Head Attention等。

同时,在使用Attention模型时还需要考虑到一些细节问题,比如

输入序列的长度不一定相同、

输出序列的长度也不一定相同等。

因此,Attention模型的具体实现方式还需要根据具体的任务来进行设计和调整。

————————————————

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,752评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,100评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,244评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,099评论 1 286
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,210评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,307评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,346评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,133评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,546评论 1 306
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,849评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,019评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,702评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,331评论 3 319
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,030评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,260评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,871评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,898评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容