Cross Transformer里的cross-attention是怎么工作的?为什么叫‘cross’?

Cross Transformer 在Transformer模型中主要体现在 cross - attention 机制上。Transformer模型由Google在2017年提出,旨在解决传统的seq to seq模型在处理长距离依赖问题上的不足,它完全依赖于注意力机制来绘制输入和输出之间的全局依赖关系,并且能够并行化计算,提高训练速度[^2]。 在Transformer结构中,将encoder和decoder组合起来即为Transformer的结构,其中涉及到cross - attention。cross - attention使用encoder的输出作为键(k)和值(v),然后将decoder的输入作为查询(q),由于q与k、v来自不同的地方,所以得名cross - attention [^3]。 从数学计算角度来看,首先需要计算注意力分数,即查询(Q)与键(K)做内积,公式为 `scores = Q @ K.T / sqrt(d_k)` (这里的 `d_k` 是键向量的维度),得到的 `scores` 形状为 `(N, N)`。接着对 `scores` 进行softmax操作得到注意力权重矩阵,公式为 `attn_weights = softmax(scores, dim=-1)`,其形状同样为 `(N, N)`。最后用注意力权重加权值(V),公式为 `Z = attn_weights @ V`,得到的 `Z` 形状为 `(N, d_v)` [^5]。 ```python import torch import torch.nn.functional as F # 假设 Q, K, V 已经定义 d_k = 64 Q = torch.randn(10, d_k) K = torch.randn(10, d_k) V = torch.randn(10, 64) # d_v = 64 # 计算注意力分数 scores = torch.matmul(Q, K.T) / torch.sqrt(torch.tensor(d_k, dtype=torch.float32)) # 进行softmax得到注意力权重矩阵 attn_weights = F.softmax(scores, dim=-1) # 用注意力权重加权V Z = torch.matmul(attn_weights, V) ```

创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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