今日推荐:大数据传输中的二进制加密方案
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这篇文章深入浅出地探讨了数据加密 技术,包括对称加密、非对称加密和哈希算法,并通过实际代码示例展示了AES加密的实现过程。同时,文章还讨论了数据传输中的安全性问题,提出了不依赖加密算法的数据传输安全方案
目录
Q*K=Attention
Attention*V= V Output
Transformer模型中Projection(投影)
一、Transformer中的Projection概述
二、举例说明
Projection(投影)和MLP(多层感知器,Multilayer Perceptron)作用
Projection(投影)
MLP(多层感知器)
区别
QKV的定义与生成
QKV的原理与工作流程
举例说明
Q*K=Attention
Attention*V= V Output 多头:将原有嵌入维度进行拆分,之后连接
Transformer模型中Projection(投影)
在Transformer模型中,Projection(投影)通常指的是一种线性变换,用于将输入的维度映射到其他维度空间。这种变换在Transformer中起到了关键作用,帮助模型提高输入序列的表征能力和生成准确的预测。以下是对Transformer中Projection的简单理解及举例说明:
一、Transformer中的Projection概述 在Transformer的上下文中,有两种常见的Projection操作:输入Projection和输出Projection。
输入Projection :
在Transformer的编码器和解码器中,输入Projection用于将输入序列中的词嵌入(Word Embeddings)映射到一个更高维度的表示空间 ,通常称为隐藏表示(Hidden Representation)。 输入Projection通过一个线性变换(通常是一个全连接层)来实现。这个投影操作可以使输入序列中的每个词嵌入能够捕获更多的语义信息,并更好地表示序列中的上下文关系。 输出Projection :
在Transformer的解码器中,输出Projection用于将解码器的隐藏表示映射回词嵌入空间,以生成目标序列的预测。 输出Projection也是一个线性变换,通常是一个全连接层。它的作用是将解码器的隐藏表示映射到与目标词汇表大小相同的维度空间,以便进行下一步的Softmax分类操作,得到最终的预测词。 二、举例说明 假设我们有一个简单的Transformer模型,用于处理一个中英文翻译任务。以下是对输入Projection和输出Projection的举例说明:
输入Projection :
假设输入序列是一个英文句子:“I have a dream.”。 首先,模型会将句子中的每个单词转换为对应的词嵌入向量。例如,“I”的词嵌入向量可能是[0.1, 0.2, ..., 0.8]。 然后,模型会通过一个线性变换(即输入Projection)将这些词嵌入向量映射到一个更高维度的隐藏表示空间。例如,假设隐藏表示的维度是512,那么“I”的隐藏表示可能是[0.05, 0.12, ..., 0.76](这是一个简化的例子,实际中的值会有所不同)。 输出Projection :
在解码阶段,模型会生成目标序列的预测。例如,在翻译任务中,模型可能会预测出对应的中文句子:“我有一个梦想。”。 在生成每个中文单词时,模型会先生成一个隐藏表示(例如对于“我”,其隐藏表示可能是[0.2, 0.3, ..., 0.6])。 然后,模型会通过一个线性变换(即输出Projection)将这个隐藏表示映射回词嵌入空间,并选择一个与目标词汇表中最接近的词作为预测结果。例如,对于“我”的隐藏表示,输出Projection可能会生成一个与中文词“我”对应的词嵌入向量最接近的向量,从而选择“我”作为预测结果。 综上所述,Transformer中的Projection是一种重要的线性变换操作,它通过将输入的维度映射到其他维度空间来帮助模型提高输入序列的表征能力和生成准确的预测。在实际应用中,这些投影操作通常是通过全连接层来实现的。
Projection(投影)和MLP(多层感知器,Multilayer Perceptron)作用 在神经网络和深度学习模型中各自扮演着重要的角色。以下是它们的作用、区别以及举例说明:
Projection(投影) 作用 :
投影主要用于将输入数据映射到一个不同的特征空间或维度空间 。这种映射可以是线性的,也可以是非线性的,但在许多深度学习模型中,特别是Transformer模型中,投影通常指的是线性变换。在自然语言处理任务中,投影常用于将词汇表中的单词或标记转换为高维向量表示(词嵌入),或者将模型的隐藏状态映射到输出空间以生成预测。 举例说明 :
在Transformer模型中,输入投影用于将输入序列中的词嵌入映射到一个更高维度的隐藏表示空间。假设输入序列是一个英文句子:“The cat sits on the mat.”,模型首先会将句子中的每个单词转换为对应的词嵌入向量。然后,通过一个线性变换(即输入投影),这些词嵌入向量会被映射到一个更高维度的隐藏表示空间,以便后续的自注意力机制和前馈神经网络进行处理。
MLP(多层感知器) 作用 :
MLP是一种基础且重要的人工神经网络模型,由多个神经元层组成,包括输入层、一个或多个隐藏层以及输出层。每一层的神经元都与下一层的所有神经元全连接,通过权重和偏差进行信息传递。 MLP通过多个线性变换层和非线性激活函数对数据进行逐层处理,从而能够学习到输入和输出之间的复杂关系。 在Transformer模型中,MLP通常位于自注意力机制之后,用于进一步处理和变换数据。 举例说明 :
在Transformer模型中,MLP模块通常包含两个线性变换层和一个激活函数。假设输入是自注意力机制的输出,MLP的第一个线性变换层会将输入映射到一个中间维度(通常比输入维度大)。然后,使用ReLU或其他激活函数引入非线性。最后,第二个线性变换层将中间表示映射回原始输入维度或所需的输出维度。通过这种方式,MLP能够对自注意力机制的输出进行进一步处理,增加模型的非线性表达能力。
区别 功能定位 :
投影主要用于数据映射和维度变换,特别是在输入和输出层中 。 MLP则是一种更复杂的神经网络结构,通过ad 应用场景 :
投影在自然语言处理、图像处理等领域中广泛应用,特别是在词嵌入、隐藏状态映射等任务中。 MLP则更广泛地应用于各种分类、回归、序列标注等任务中,其强大的非线性表达能力使其能够学习到输入和输出之间的复杂关系。 综上所述,Projection和MLP在深度学习模型中各自具有独特的作用和应用场景。它们共同构成了深度学习模型的核心组件之一,推动了人工智能领域的发展。
QKV的定义与生成 在Transformer模型中,Q(Query)查询向量、K(Key)关键向量和V(Value)值向量是自注意力机制(self-attention mechanism)的核心组成部分。下面通过举例说明QKV的原理:
定义 :
Q向量:表示当前元素的查询向量,用于在序列中查找相关信息。 K向量:表示所有元素的关键字向量,用于存储每个元素的信息,供Q进行查询。 V向量:表示所有元素的值向量,包含了实际的信息内容,这些信息将根据Q和K的相似度(注意力权重)进行加权求和。 生成 :
假设输入序列为一系列词,首先通过嵌入矩阵将这些词转化为固定维度的向量表示(嵌入向量)。 对于每个嵌入向量,通过三个不同的线性变换(即Query、Key、Value变换)得到三个向量Q、K、V。这些变换由三个可训练的权重矩阵WQ、WK、WV实现。 QKV的原理与工作流程 计算相似度 :
以Q向量为基础,通过计算Q向量与所有K向量之间的点积(或其他相似度度量方法),得到一个相似度矩阵。这个矩阵反映了当前元素与序列中其他元素之间的关联程度。 归一化处理 :
对相似度矩阵应用Softmax函数进行归一化处理,将相似度值转换为概率分布。这样,每个元素与其他所有元素的相似度都被转换成了一个概率权重。 加权求和 :
使用归一化后的权重矩阵(即注意力权重)与V向量矩阵相乘,进行加权求和。这个过程相当于根据注意力权重对V向量进行加权平均,得到当前元素的新表示(上下文表示)。 举例说明 假设我们有一个简单的句子:“我喜欢编程”,并希望计算“我”这个词对于句子中其他词的注意力权重。
生成QKV :
将句子中的每个词通过嵌入矩阵转化为嵌入向量。 对每个嵌入向量应用Query、Key、Value变换,得到Q、K、V向量。 计算相似度 :
计算“我”这个词的Q向量与句子中所有词的K向量之间的点积 ,得到一个相似度向量。 归一化处理 :
对相似度向量应用Softmax函数,得到注意力权重向量。 加权求和 :
使用注意力权重向量与V向量矩阵相乘 ,得到“我”这个词的新表示(上下文表示) 。 在这个例子中,“我”的上下文表示将融合了句子中其他词的信息,其中与“我”最相关的词(如“喜欢”、“编程”)将具有更高的注意力权重。
综上所述,QKV的原理在于通过计算查询向量Q与关键字向量K之间的相似度来确定注意力权重,并使用这些权重对值向量V进行加权求和,从而得到新的上下文表示。这种机制使得Transformer模型能够动态地聚焦于输入序列中与当前处理位置最相关的部分,从而捕捉序列数据中的复杂依赖关系。