如何理解Transformer论文中的positional encoding,和三角函数有什么关系?

大家好,我分享交流下这个问题。

Positional Encoding

掏出一张被无数人讲述的架构图。

Transformer 模型中的位置编码(Positional Encoding)是为了让模型能够考虑单词在句子中的位置。

由于 Transformer 的自注意力(Self-Attention)机制本身并不考虑单词的顺序,位置编码就成为了引入这种顺序信息的关键。

位置如图

位置编码(Positional Encoding)分别加到了输入嵌入(Input Embedding)和输出嵌入(Output Embedding)之后。

输入嵌入(Input Embedding)

输入序列,例如序列狗咬人 这些单词也叫Token(词符)。

Token 是文本序列中的最小单位,可以是单词、字符等形式。

tokens:"狗", " 咬人"。Token 的词汇表中包含了所有可能情况,每个 token 预先被分配了唯一的数字 ID,称为 token ID。

最后是词嵌入(Word Embedding)。词嵌入的目标是把每个 token 转换为固定长度的向量表示

这些向量可以根据 token ID 在预训练好的词嵌入库(例如 Word2Vec 等)中拿到。

结合示例("狗咬人描述")

对于输入序列"狗咬人",模型首先会获得每个单词"狗"和"咬人"的嵌入向量。

然后,模型会为序列中的每个位置生成一个位置编码向量。

最后,每个单词的嵌入向量会与其对应位置的位置编码向量相加,生成最终的向量,该向量同时包含了单词的语义信息和位置信息。

这样,即使是单词"狗"出现在不同的位置,其最终的向量表示也会因为位置编码的加入而有所不同,从而使得模型能够区分"狗咬人"和"人咬狗"。

三角函数

位置编码(Positional Encoding)不一定非要使用三角函数。虽然在原始的Transformer模型中,位置编码使用了正弦和余弦函数的固定模式,但这不是唯一的方法。

Transformer 模型中的位置编码(Positional Encoding)是为了让模型能够考虑单词在句子中的位置。由于 Transformer 的自注意力(Self-Attention)机制本身并不考虑单词的顺序,位置编码就成为了引入这种顺序信息的关键。

假设你有一个长度为L的输入序列,要计算第K个元素的位置编码。位置编码由不同频率的正弦和余弦函数给出:

  • k:对象在输入序列中的位置,0<=k<L/2
  • d: 输出嵌入空间的维度
  • P(k,j): 位置函数,用于映射输入序列中k处的元素到位置矩阵的(k,j)处
  • n:用户定义的标量,由 Attention Is All You Need 的作者设置为 10,000。
  • i: 用于映射到列索引,0<=i<d/2,单个值i映射到正弦和余弦函数

你可以看到偶数位置对应正弦函数,奇数位置对应余弦函数。

如果有不清楚可以看下A Gentle Introduction to Positional Encoding in Transformer Models, Part 1 ,有代码和图表展示。

中文版本:http://www.bimant.com/blog/transformer-positional-encoding-illustration/

总结

后面有疑问咱们继续交流!

独立开源软件开发者,SolidUI作者,对于新技术非常感兴趣,专注AI和数据领域,如果对我的文章内容感兴趣,请帮忙关注点赞收藏,谢谢!

相关推荐
智感子17 小时前
测控链路:从传感器到上位机
人工智能·嵌入式硬件·fpga开发
人工智能技术咨询.21 小时前
具身智能中的世界模型训练
人工智能
LaughingZhu21 小时前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-10-06
人工智能·深度学习·神经网络·搜索引擎·百度
AOI小白新手上路21 小时前
AOI 缺陷检测复现实操指南:Anomalib + MVTec AD(glass)与 YOLOv8 + NEU-DET 两条路线
人工智能·深度学习·yolo
henrylin999921 小时前
RD-AGENT 第一讲 · AI 因子工厂是怎么运转的
人工智能
高洁011 天前
具身智能中的世界模型训练
人工智能·python·深度学习·机器学习·transformer
无线通信科研笔记1 天前
IEEE TVT 2026 论文精读与完整复现|相位误差如何重塑近场 RIS 的幅相响应
论文阅读·人工智能·python·算法·论文笔记
Devlive 开源社区1 天前
AuthX 正式更名 GrantForge:我们重新做了一遍权限管理系统
大数据·人工智能·架构
朝朝辞暮i1 天前
VLA 系统学习第 1 课:VLA 到底在干什么?
人工智能·python·计算机视觉·vla
全栈弄潮儿1 天前
哪些任务该交给 AI,哪些必须由开发者负责?
aigc·openai·ai编程