Transformer直观认识
Transformer 和 LSTM 的最大区别,就是 LSTM 的训练是迭代的、串行的,必须要等当前字处理完,才可以处理下一个字。而 Transformer 的训练时并行的,即所有字是同时训练的,这样就大大增加了计算效率。Transformer 使用了位置嵌入 (Positional Encoding) 来理解语言的顺序,使用自注意力机制(Self Attention Mechanism)和全连接层进行计算,这些后面会讲到
Transformer 模型主要分为两大部分,分别是 Encoder 和 Decoder。Encoder 负责把输入(语言序列)隐射成隐藏层(下图中第 2 步用九宫格代表的部分),然后解码器再把隐藏层映射为自然语言序列。例如下图机器翻译的例子(Decoder 输出的时候,是通过 N 层 Decoder Layer 才输出一个 token,并不是通过一层 Decoder Layer 就输出一个 token)
Positional Encoding
由于 Transformer 模型没有循环神经网络的迭代操作,所以我们必须提供每个字的位置信息给 Transformer,这样它才能识别出语言中的顺序关系
现在定义一个位置嵌入的概念,也就是 Positional Encoding,位置嵌入的维度为 [max_sequence_length, embedding_dimension], 位置嵌入的维度与词向量的维度是相同的,都是 embedding_dimension。max_sequence_length 属于超参数,指的是限定每个句子最长由多少个词构成
注意,我们一般以字为单位训练 Transformer 模型。首先初始化字编码的大小为 [vocab_size, embedding_dimension],vocab_size 为字库中所有字的数量,embedding_dimension 为字向量的维度,对应到 PyTorch 中,其实就是 nn.Embedding(vocab_size, embedding_dimension)
论文中使用了 sin 和 cos 函数的线性变换来提供给模型位置信息: