真正的完全图解Seq2Seq Attention模型

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真正的完全图解Seq2Seq Attention模型

本文通过图片,详细地画出了seq2seq+attention模型的全部流程,帮助小伙伴们无痛理解机器翻译等任务的重要模型。

seq2seq 是一个Encoder–Decoder 结构的网络,它的输入是一个序列,输出也是一个序列, Encoder 中将一个可变长度的信号序列变为固定长度的向量表达,Decoder 将这个固定长度的向量变成可变长度的目标的信号序列。–简书

好了别管了,接下来开始刷图吧。


大框架

想象一下翻译任务,input是一段英文,output是一段中文。

公式(直接跳过看图最佳)


详细图

左侧为Encoder+输入,右侧为Decoder+输出。中间为Attention。

从左边Encoder开始,输入转换为word embedding, 进入LSTM。LSTM会在每一个时间点上输出hidden states。如图中的h1,h2,…,h8。

接下来进入右侧Decoder,输入为(1) 句首 <sos>符号,原始context vector(为0),以及从encoder最后一个hidden state: h8。LSTM的是输出是一个hidden state。(当然还有cell state,这里没用到,不提。)

Decoder的hidden state与Encoder所有的hidden states作为输入,放入Attention模块开始计算一个context vector。之后会介绍attention的计算方法。

下一个时间点

来到时间点2,之前的context vector可以作为输入和目标的单词串起来作为lstm的输入。之后又回到一个hiddn state。以此循环。

另一方面,context vector和decoder的hidden state合起来通过一系列非线性转换以及softmax最后计算出概率。

在luong中提到了三种score的计算方法。这里图解前两种:

Attention score function: dot

输入是encoder的所有hidden states H: 大小为(hid dim, sequence length)。decoder在一个时间点上的hidden state, s: 大小为(hid dim, 1)。

第一步:旋转H为(sequence length, hid dim) 与s做点乘得到一个 大小为(sequence length, 1)的分数。

第二步:对分数做softmax得到一个合为1的权重。

第三步:将H与第二步得到的权重做点乘得到一个大小为(hid dim, 1)的context vector。

Attention score function: general

输入是encoder的所有hidden states H: 大小为(hid dim1, sequence length)。decoder在一个时间点上的hidden state, s: 大小为(hid dim2, 1)。此处两个hidden state的

纬度并不一样。

第一步:旋转H为(sequence length, hid dim1) 与 Wa [大小为 hid dim1, hid dim 2)] 做点乘, 再和s做点乘得到一个 大小为(sequence length, 1)的分数。

第二步:对分数做softmax得到一个合为1的权重。

第三步:将H与第二步得到的权重做点乘得到一个大小为(hid dim, 1)的context vector。