transpose_qkv 函数的主要作用是将输入的张量重新排列,使其适合多头注意力的计算。具体来说,它将输入张量的形状从 (batch_size, seq_len, num_hiddens) 转换为 (batch_size * num_heads, seq_len, num_hiddens // num_heads)
详细步骤
-
输入形状
假设输入的张量形状为 (batch_size, seq_len, num_hiddens),其中:
batch_size 是批次大小。
seq_len 是序列长度。
num_hiddens 是隐藏层的维度。
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拆分多头
多头注意力机制将 num_hiddens 维度拆分成 num_heads 个头,每个头的维度为 num_hiddens // num_heads。
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重新排列
通过重新排列张量的维度,将 (batch_size, seq_len, num_hiddens) 转换为 (batch_size * num_heads, seq_len, num_hiddens // num_heads)。
具体实现
假设 transpose_qkv 函数的实现如下:
csharp
def transpose_qkv(X, num_heads):
# X: (batch_size, seq_len, num_hiddens)
batch_size, seq_len, num_hiddens = X.shape
num_hiddens_per_head = num_hiddens // num_heads
# 将 num_hiddens 维度拆分成 num_heads 个头
X = X.reshape(batch_size, seq_len, num_heads, num_hiddens_per_head)
# 交换维度,使得每个头的数据连续排列
X = X.permute(0, 2, 1, 3) # (batch_size, num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head)
# 将 batch_size 和 num_heads 合并
X = X.reshape(batch_size * num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head)
return X
- 解释
- 拆分维度:
X.reshape(batch_size, seq_len, num_heads, num_hiddens_per_head):
将 num_hiddens 维度拆分成 num_heads 个头,每个头的维度为 num_hiddens_per_head。
此时,X 的形状为 (batch_size, seq_len, num_heads, num_hiddens_per_head)。 - 交换维度:
X.permute(0, 2, 1, 3):
将 num_heads 维度移到第二个位置,使得每个头的数据连续排列。
此时,X 的形状为 (batch_size, num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head)。 - 合并维度:
X.reshape(batch_size * num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head):
将 batch_size 和 num_heads 合并,使得每个头的数据连续排列。
此时,X 的形状为 (batch_size * num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head)。
- 拆分维度:
总结
transpose_qkv 函数通过以下步骤将输入张量重新排列,使其适合多头注意力的计算:
-
将 num_hiddens 维度拆分成 num_heads 个头。
-
交换维度,使得每个头的数据连续排列。
-
合并 batch_size 和 num_heads 维度,使得每个头的数据连续排列。
最终,transpose_qkv 函数返回形状为 (batch_size * num_heads, seq_len, num_hiddens // num_heads) 的张量,以便进行多头注意力计算。
transpose_output 函数的主要作用是将多头注意力的输出重新排列,使其适合后续的处理。具体来说,它将输入张量的形状从 (batch_size * num_heads, seq_len, num_hiddens // num_heads) 转换为 (batch_size, seq_len, num_hiddens)
具体实现
假设 transpose_output 函数的实现如下:
csharp
def transpose_output(X, num_heads):
# X: (batch_size * num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head)
batch_size_times_num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head = X.shape
batch_size = batch_size_times_num_heads // num_heads
# 将 batch_size 和 num_heads 拆分
X = X.reshape(batch_size, num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head)
# 交换维度,使得每个头的数据连续排列
X = X.permute(0, 2, 1, 3) # (batch_size, seq_len, num_heads, num_hiddens_per_head)
# 将 num_heads 和 num_hiddens_per_head 合并
X = X.reshape(batch_size, seq_len, num_heads * num_hiddens_per_head)
return X
- 解释
- 拆分维度:
X.reshape(batch_size, num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head):
将 batch_size * num_heads 维度拆分成 batch_size 和 num_heads。
此时,X 的形状为 (batch_size, num_heads, seq_len, num_hiddens_per_head)。 - 交换维度:
X.permute(0, 2, 1, 3):
将 seq_len 维度移到第二个位置,使得每个头的数据连续排列。
此时,X 的形状为 (batch_size, seq_len, num_heads, num_hiddens_per_head)。 - 合并维度:
X.reshape(batch_size, seq_len, num_heads * num_hiddens_per_head):
将 num_heads 和 num_hiddens_per_head 合并,使得每个头的数据连续排列。
此时,X 的形状为 (batch_size, seq_len, num_hiddens)。
- 拆分维度:
总结
transpose_output 函数通过以下步骤将多头注意力的输出重新排列,使其适合后续的处理:
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将 batch_size * num_heads 维度拆分成 batch_size 和 num_heads。
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交换维度,使得每个头的数据连续排列。
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合并 num_heads 和 num_hiddens_per_head 维度,使得每个头的数据连续排列。
最终,transpose_output 函数返回形状为 (batch_size, seq_len, num_hiddens) 的张量,以便进行后续的处理。