vision transformer模型详解
时间: 2025-01-20 13:07:53 浏览: 94
### Vision Transformer (ViT) 模型介绍
#### 原理概述
Vision Transformer(ViT)是一种基于Transformer架构的深度学习模型,专为图像识别和计算机视觉任务设计。不同于传统卷积神经网络(CNN),ViT直接将图像划分为固定大小的小块(patch),并将其转换成一维向量序列作为输入[^3]。
#### 模型结构
ViT的核心组件包括以下几个部分:
- **Patch Embedding**: 图像被分割成多个不重叠的小方块(Patch),每个patch通过线性变换映射到预定义维度d的空间内形成token表示。
- **Positional Encoding**: 为了保留位置信息,在得到patch tokens之后会加上可训练的位置编码,使得模型能够区分不同顺序下的相同内容组合[^1].
- **Transformer Encoder Layers**: 这些层由多头自注意力(Multi-head Self-Attention, MSA)模块和前馈全连接网络(Feed Forward Network, FFN)组成。MSA允许模型捕捉全局依赖关系;FFN则负责局部特征提取与非线性变换。整个过程经过多次迭代加深理解程度[^4].
```python
class Block(nn.Module):
"""Transformer block."""
def __init__(self, dim, num_heads, mlp_ratio=4., qkv_bias=False, drop_path=0.):
super().__init__()
self.norm1 = nn.LayerNorm(dim)
self.attn = Attention(
dim,
num_heads=num_heads,
qkv_bias=qkv_bias,
)
...
```
- **Classification Head**: 在最后一个encoder layer输出的基础上附加一个额外的[CLS] token用于分类任务。最终通过对该特殊标记对应的隐藏状态做线性投影获得预测类别概率分布.
#### 应用领域
由于其强大的表达能力和灵活性,ViT已被广泛应用于各种计算机视觉任务中,如物体检测、语义分割等。此外,研究者们也在探索如何进一步改进ViT以适应更多样化的需求,比如跨模态理解和生成对抗网络等方面的工作正在积极开展当中[^2].
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