Transformer

classtorch.nn.Transformer(d_model=512, nhead=8, num_encoder_layers=6, num_decoder_layers=6, dim_feedforward=2048, dropout=0.1, activation=<function relu>, custom_encoder=None, custom_decoder=None, layer_norm_eps=1e-05, batch_first=False, norm_first=False, bias=True, device=None, dtype=None)[源代码]

一个变换器模型。

用户可以根据需要修改属性。该架构基于论文“Attention Is All You Need”,作者包括 Ashish Vaswani, Noam Shazeer, Niki Parmar, Jakob Uszkoreit, Llion Jones, Aidan N Gomez, Lukasz Kaiser 和 Illia Polosukhin,发表于2017年 Advances in Neural Information Processing Systems 会议,第6000-6010页。

参数
  • d_model (int) – 编码器和解码器输入中预期的特征数量,默认值为512。

  • nhead (int) – 多头注意力模型中头的数量,默认为8。

  • num_encoder_layers (int) – 编码器中子编码层的数量,默认为6。

  • num_decoder_layers (int) – 解码器中子解码层的数量,默认为6。

  • dim_feedforward (int) – 前向网络模型的维度,默认值为2048。

  • dropout (浮点数) - Dropout值,默认为0.1。

  • activation (Union[str, Callable[ [Tensor] , Tensor ] ]) – 编码器/解码器中间层的激活函数,可以是字符串(如“relu” 或 “gelu”),或单参数可调用对象。默认值:relu

  • custom_encoder (Optional[Any]) – 自定义编码器(默认为 None)。

  • custom_decoder (Optional[Any]) – 自定义解码器(默认为 None)。

  • layer_norm_eps (float) – 层归一化组件中的 eps 值,默认为 1e-5。

  • batch_first (bool) – 如果为 True,则输入和输出张量的形状为 (批次, 序列, 特征)。默认值:False(序列, 批次, 特征)。

  • norm_first (bool) – 如果为 True,编码器和解码器层将在其他注意力和前向操作之前执行 LayerNorms;否则在之后。默认值:False(在之后)。

  • bias (bool) – 如果设置为False,则LinearLayerNorm 层不会学习加性偏置。默认值:True

示例:
>>> transformer_model = nn.Transformer(nhead=16, num_encoder_layers=12)
>>> src = torch.rand((10, 32, 512))
>>> tgt = torch.rand((20, 32, 512))
>>> out = transformer_model(src, tgt)

注意:一个完整的示例,展示如何使用 nn.Transformer 模块构建词语言模型,可在 https://github.com/pytorch/examples/tree/master/word_language_model 找到。

forward(src, tgt, src_mask=None, tgt_mask=None, memory_mask=None, src_key_padding_mask=None, tgt_key_padding_mask=None, memory_key_padding_mask=None, src_is_causal=None, tgt_is_causal=None, memory_is_causal=False)[源代码]

接收并处理带有掩码的源和目标序列。

注意

如果为[src/tgt/memory]_mask 参数中的任何一个提供了布尔张量,则值为 True 的位置不允许参与注意力计算,这与torch.nn.functional.scaled_dot_product_attention()attn_mask的定义相反。

参数
  • src (Tensor) – 输入给编码器的序列(必需)。

  • tgt (Tensor) – 输入解码器的序列(必填)。

  • src_mask (Optional[Tensor]) – 源序列的加性掩码(可选)。

  • tgt_mask (Optional[Tensor]) – tgt序列的加性掩码(可选)。

  • memory_mask (Optional[Tensor]) – 编码器输出的加性掩码(可选)。

  • src_key_padding_mask (Optional[Tensor]) – 每批的 src 键掩码(可选)。

  • tgt_key_padding_mask (Optional[Tensor]) – 每批的tgt键张量掩码(可选)。

  • memory_key_padding_mask (Optional[Tensor]) – 每批的内存键张量掩码(可选)。

  • src_is_causal (Optional[bool]) – 如果指定,将使用 src_mask 应用因果掩码。默认值为 None;尝试自动检测因果掩码。警告:如果设置 src_is_causal 但提供的 src_mask 不是因果掩码,可能会导致执行错误,并影响前向和后向兼容性。

  • tgt_is_causal (Optional[bool]) – 如果指定,将 tgt_mask 视为因果掩码。默认值:如果未指定,则尝试自动检测是否使用因果掩码。警告:提供不正确的提示可能导致执行错误,并影响前向和后向兼容性。

  • memory_is_causal (bool) – 如果指定,则将 memory_mask 作为因果掩码应用。默认值为False。警告:如果提供不正确的提示,可能会导致执行错误,包括前向和后向兼容性问题。

返回类型

Tensor

形状:
  • src: $(S, E)$ 对于未批量处理的输入;如果是 batch_first=False,则为 $(S, N, E)$;如果 batch_first=True,则为 (N, S, E)

  • tgt: $(T, E)$ 对于未批量处理的输入,$(T, N, E)$ 如果 batch_first=False,或者 (N, T, E) 如果 batch_first=True.

  • src_mask: $(S, S)$$(N \cdot \text{num\_heads}, S, S)$.

  • tgt_mask: $(T, T)$$(N \cdot \text{num\_heads}, T, T)$.

  • memory_mask: $(T, S)$

  • src_key_padding_mask: 对于未批量处理的输入为 $(S)$,否则为 $(N, S)$

  • tgt_key_padding_mask: 对于未批处理的输入为$(T)$,对于批处理的输入为$(N, T)$

  • memory_key_padding_mask: 对于未批量处理的输入为 $(S)$,否则为 $(N, S)$

注意:[src/tgt/memory]_mask 确保位置 $i$ 只能关注未被屏蔽的位置。如果提供的是 BoolTensor,值为True 的位置将被忽略,而值为False 的位置保持不变。如果提供的是 FloatTensor,则会将其加到注意力权重上。[src/tgt/memory]_key_padding_mask 用于指定在计算注意力时需要忽略的键的位置。如果提供的是 BoolTensor,值为True 的位置将被忽略,而值为False 的位置保持不变。

  • 输出:对于未批量处理的输入,结果格式为$(T, E)$。如果batch_first=False,则结果格式为$(T, N, E)$;如果batch_first=True,则结果格式为(N, T, E)

注意:由于变压器模型中采用了多头注意力架构,因此变压器的输出序列长度与其解码器输入序列(即目标序列)的长度相同。

其中$S$表示源序列的长度,$T$表示目标序列的长度,$N$表示批量大小,$E$表示特征数量。

示例

>>> output = transformer_model(src, tgt, src_mask=src_mask, tgt_mask=tgt_mask)
静态generate_square_subsequent_mask(sz, device=None, dtype=None)[源代码]

为序列生成一个方形因果掩码。

掩码位置用 float('-inf') 填充,未掩码的位置用 float(0.0) 填充。

返回类型

Tensor

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