transformer模型简介
时间: 2025-05-19 22:22:58 浏览: 12
### Transformer模型的基本概念
Transformer是一种基于自注意力机制(Self-Attention Mechanism)的神经网络架构,最初由Vaswani等人在论文《Attention is All You Need》中提出[^1]。它摒弃了传统循环神经网络(RNN)和卷积神经网络(CNN)的设计思路,通过引入多头注意力机制(Multi-head Attention),实现了对输入序列中任意两个位置之间关系的有效建模。
#### 工作原理
Transformer的核心组件包括编码器(Encoder)和解码器(Decoder)。
- **编码器**负责将输入序列转换为高维特征表示向量。每一层编码器主要由两部分组成:一个多头自注意力机制模块和一个前馈全连接网络(Feed Forward Network, FNN)。这两部分均采用残差连接(Residual Connection)以及层归一化(Layer Normalization)来提升模型性能[^2]。
- **解码器**则接收来自编码器的上下文信息,并逐步生成目标序列。除了包含与编码器类似的结构外,还额外增加了一个掩蔽多头自注意力机制(Masked Multi-head Self-Attention),用于防止当前位置预测时看到后续的位置信息[^3]。
整个训练流程分为三个阶段:
1. **联合训练**:让模型学习如何从输入序列生成对应的目标序列;
2. **条件训练**:加入外部约束条件以优化特定任务下的表现;
3. **微调训练**:基于预训练权重调整至具体应用场景中的最佳状态。
### 主要用途及应用领域
由于其卓越的能力,Transformers被广泛应用于多个方面:
- **自然语言处理(NLP)**:如机器翻译、文本摘要生成、情感分析等任务中表现出色;得益于它可以很好地捕捉远距离词语之间的依赖关系特性。
- **计算机视觉(CV)**:近年来也被扩展到图像分类、对象检测等领域,例如Vision Transformers (ViT),它们同样遵循原始设计原则但适应于二维像素阵列作为输入形式。
- **语音识别(ASR)** 和 合成(TTS) :这些技术也逐渐采纳transformer架构来进行端到端建模,提高了效率与准确性。
- **推荐系统**:通过对用户行为模式的理解提供个性化建议服务等方面也有涉及。
```python
import torch
from transformers import BertTokenizer, BertModel
tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-uncased')
model = BertModel.from_pretrained('bert-base-uncased')
inputs = tokenizer("Hello world!", return_tensors="pt")
outputs = model(**inputs)
last_hidden_states = outputs.last_hidden_state
print(last_hidden_states.shape)
```
上述代码展示了如何加载BERT——一种著名的预训练变压器模型,并对其进行简单的文本嵌入操作。
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