人工智能-注意力机制之注意力汇聚:Nadaraya-Watson 核回归

查询(自主提示)和键(非自主提示)之间的交互形成了注意力汇聚; 注意力汇聚有选择地聚合了值(感官输入)以生成最终的输出。 本节将介绍注意力汇聚的更多细节, 以便从宏观上了解注意力机制在实践中的运作方式。 具体来说,1964年提出的Nadaraya-Watson核回归模型 是一个简单但完整的例子,可以用于演示具有注意力机制的机器学习。

python 复制代码
import torch
from torch import nn
from d2l import torch as d2l

生成数据集

在这里生成了50个训练样本和\(50\)个测试样本。 为了更好地可视化之后的注意力模式,需要将训练样本进行排序。

python 复制代码
n_train = 50  # 训练样本数
x_train, _ = torch.sort(torch.rand(n_train) * 5)   # 排序后的训练样本

def f(x):
    return 2 * torch.sin(x) + x**0.8

y_train = f(x_train) + torch.normal(0.0, 0.5, (n_train,))  # 训练样本的输出
x_test = torch.arange(0, 5, 0.1)  # 测试样本
y_truth = f(x_test)  # 测试样本的真实输出
n_test = len(x_test)  # 测试样本数
n_test

下面的函数将绘制所有的训练样本(样本由圆圈表示), 不带噪声项的真实数据生成函数\(f\)(标记为"Truth"), 以及学习得到的预测函数(标记为"Pred")。

python 复制代码
def plot_kernel_reg(y_hat):
    d2l.plot(x_test, [y_truth, y_hat], 'x', 'y', legend=['Truth', 'Pred'],
             xlim=[0, 5], ylim=[-1, 5])
    d2l.plt.plot(x_train, y_train, 'o', alpha=0.5);

平均汇聚

如下图所示,这个估计器确实不够聪明。 真实函数(f)("Truth")和预测函数("Pred")相差很大。

python 复制代码
y_hat = torch.repeat_interleave(y_train.mean(), n_test)
plot_kernel_reg(y_hat)
相关推荐
jinanwuhuaguo3 小时前
截止到4月8日,OpenClaw 2026年4月更新深度解读剖析:从“能力回归”到“信任内建”的范式跃迁
android·开发语言·人工智能·深度学习·kotlin
AI人工智能+3 小时前
一种以深度学习与计算机视觉技术为核心的表格识别系统,实现了结构化、半结构化表格的精准文字提取、布局解析与版面完整还原
深度学习·计算机视觉·ocr·表格识别
AI视觉网奇3 小时前
几何数据集 多模态
人工智能·深度学习
Captain_Data3 小时前
Python机器学习sklearn线性模型完整指南:LinearRegression/Ridge/Lasso详细代码注释
python·机器学习·数据分析·线性回归·sklearn
nihao5614 小时前
机器学习:阈值与混淆矩阵
人工智能·机器学习·矩阵
鱼骨不是鱼翅4 小时前
机器学习(1)-----基础概念
人工智能·机器学习
接着奏乐接着舞。5 小时前
机器学习经验总结整理
人工智能·机器学习
AEIC学术交流中心6 小时前
【快速EI检索 | ACM出版】第六届物联网与机器学习国际会议 (IoTML 2026)
物联网·机器学习
Dfreedom.6 小时前
【实战篇】图像分割-计算图中不同颜色区域的面积比
图像处理·人工智能·深度学习·计算机视觉·图像分割·otsu
handsomestWei7 小时前
scikit-learn数据预处理模块
python·机器学习·scikit-learn