Attention机制的理解

目录

• 查询，键和值
• 注意力机制的分类
  • 1. 非参数注意力汇聚
  • 2. 带参数注意力汇聚
• 注意力评分函数
  • 加性注意力
  • 缩放点积注意力
• 参考

查询，键和值

注意力机制通过注意力汇聚将查询（自主性提示）和键（非自主性提示）结合在一起，实现对值（感官输入）的选择倾向。
——《动手学习深度学习》

训练的目标是对于新的$x$，能够根据$f$来预测出更准确的$y$。具体来说，训练阶段的每一个输入数据$x_i$都对应输出数据$y_i$，因此，输入数据可以看成大量的键值对，其中键表示输入数据，值表示输入数据对应的输出数据。

注意力机制就是利用了这样的信息，训练阶段，对于每一个输入，都可以看成是一个给定的查询，根据注意力汇聚，将查询转换为键的

查询和键之间的交互形成了注意力汇聚，如果查询和键$x_i$越接近，那么分配给这个键的对应的$y_i$的注意力权重就越大，即获得了更多的注意力。这样在新的$x$出现的测试阶段，也可以用训练好的注意力汇聚权重来确定没出现过的查询$x$输出的$y$。

注意力机制的分类

1. 非参数注意力汇聚

• Nadaraya-Watson核回归（Nadaraya-Watson kernel regression）

2. 带参数注意力汇聚

• Nadaraya-Watson核回归 + 再乘一个学习的参数

注意力评分函数

注意力汇聚其实相当于是对值进行一个加权和，权重是根据什么来计算的呢？ 就是将键和查询通过注意力评分函数映射成标量，再过一道softmax，得到每一个值对每一个键的一个概率分布，作为权重，因为是概率，所以相当于是一个加权和。

加性注意力

$$a(q,k) = w_v^Ttanh(W_qq + W_kk) \in R$$

相当于把键和值线性映射一次，然后再相加，最后输入MLP里学习，激活函数是tanh，且没有偏置项。

缩放点积注意力

• 需要查询和键具有相同的长度

$$a(q,k) = \frac{q^Tk}{\sqrt{d}}$$

参考

1 动手学习深度学习-10.注意力机制