Attention and Self-Attention

1.attention

与人类学习相同,机器学习过程中我们也希望能有侧重点,核心目标也是从众多信息中选择出对当前任务目标更关键的信息。所以就有了Attention的出现。

2.Encoder-Decoder框架

在学习attention模型之前,我们先回忆encoder-decoder框架。


Encoder-Decoder框架抽象表示

如果我们把中间语义编码C换成根据当前输出来调整成加入注意力模型的变化的Ci,那么增加了注意力模型的Encoder-Decoder框架如下:

注意力模型的Encoder-Decoder框架

3.Attention机制的本质思想

下面我们来看下注意力模型的Encoder-Decoder框架Ci具体是什么。
Attention函数的本质可以被描述为一个查询(query)到一系列(键key-值value)对的映射。

本质

其计算方式是先计算Query和各个Key的相似性或者相关性(这里用点乘),得到每个Key对应Value的权重系数,然后对Value进行加权求和,即得到了最终的Attention数值。所以本质上Attention机制是对Source中元素的Value值进行加权求和,而Query和Key用来计算对应Value的权重系数

计算方式

Attention机制的具体计算过程,如果对目前大多数方法进行抽象的话,可以将其归纳为两个过程:
第一个过程是根据Query和Key计算权重系数,第二个过程根据权重系数对Value进行加权求和。
而第一个过程又可以细分为两个阶段:
第一个阶段根据Query和Key计算两者的相似性或者相关性,求相似性方法有点乘,权重,余弦相似性等;
第二个阶段对第一阶段的原始分值进行归一化处理;
可以将Attention的计算过程抽象为三个阶段。


三阶段计算attention

4.例子

我们以李宏毅深度学习授课资料:Attention-based Model所讲述的机器翻译为例。
将‘机器学习’翻译为‘machine learning’

image.png

attention其实就是一个当前的输入与输出的匹配度,即为h1和z0的匹配度。
h1为当前时刻RNN的隐层输出向量,而不是原始输入的词向量,z0初始化向量,如rnn中的初始记忆。

第一步:求z与h的相似性得到a

第一步

第二步:softmax归一化处理得到概率值a^

第二步

第三步:对h加权求和得c

第三步
image.png

以上便是求attention得3个过程。

那么再算出了co之后,我们就把这个向量作为rnn的输入(如果我们decoder用的是RNN的话),然后第一个时间点的输出的编码z1由co和初始状态z0共同决定。

image.png

将z1替代z0做下一步计算。再和每一个输入的encoder的vector计算匹配度,然后softmax,计算向量加权,作为第二时刻的输入……如此循环直至结束。

image.png

image.png

5.Self-Attention

Self-Attention是Attention的特殊形式。自注意模型其实就是我们前面的query、key和value是相等的。在序列内部做Attention,寻找序列内部的联系。
例如输入一个句子,那么里面的每个词都要和该句子中的所有词进行attention计算。目的是学习句子内部的词依赖关系,捕获句子的内部结构。

6.Self-Attention GAN中的Self-Attention模型

SAGAN

在这个模型中用的就是一个自监督模块关注全局信息,它的Q、K、V都是相同的是convolution feture map,再计算attention

第一步:求相似度再归一化

计算相似度再归一化

第二步:注意层输出

注意层输出
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 202,980评论 5 476
  • 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 85,178评论 2 380
  • 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 149,868评论 0 336
  • 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 54,498评论 1 273
  • 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 63,492评论 5 364
  • 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 48,521评论 1 281
  • 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 37,910评论 3 395
  • 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 36,569评论 0 256
  • 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 40,793评论 1 296
  • 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 35,559评论 2 319
  • 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 37,639评论 1 329
  • 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 33,342评论 4 318
  • 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 38,931评论 3 307
  • 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 29,904评论 0 19
  • 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 31,144评论 1 259
  • 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 42,833评论 2 349
  • 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 42,350评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容