[監督式]seq2seq

2019-05-12 本文已影响0人 RJ阿杰

預備知識RNN、LSTM
之前花了一些時間讀了seq2seq+attention，發現沒做筆記過一陣子真的很容易忘，特地重新再讀過一遍做了下筆記。

seq2seq

seq2seq架構

seq2seq一些變形

seq2seq有個明顯的缺點，不容易並行化，所以難以運用GPU的運算能力，因為我們使用非定長的sequence。
decoder的訊息只有經過sequence後的hidden state容易遺忘前面sequence的訊息的問題，且在decoder sequence傳遞中也會遺忘訊息，所以我們將經過sequence後的hidden state作為每個sequence的input，重複複習。

teacher forcing

teacher forcing就是將原先decoder的當前sequence的input為上一個sequence的output，改為上一個sequence的正解而不是預測的word。

attention

attention架構可以自行調整，主要精隨就是改進原先seq2seq的encoder輸入給decoder的訊息只有經過sequence後的hidden state容易遺忘前面sequence的訊息的問題，且在decoder sequence傳遞中也會遺忘訊息，而如果直接以所有的encoder sequence的hidden state作為輸入包含太多不重要的訊息，造成模型不好訓練。
所以我們就有一個想法，如果能有一組能夠對應每個encoder word(ex.[I,am,a,student]這組input)的hidden state對當前decoder word(ex.Je這個input)的重要程度的vector我們稱 $\alpha$ 。
然後我們將它與每個對應的encoder word的hidden state相乘後做疊加後我們稱為 $c$ ，c相當於從前面的記憶個各取一點出來做融合(重要的部分取多，不重要的部分取少)。
我們以這個c作為當前decoder word的輸入或以c在與decoder word(ex.Je這個input)一起作為輸入，這邊c如何做輸入可以自行調整架構。
數學表達式為： $c = \Sigma_{i=1}^{n1} \alpha_{i} h_{i} = H \alpha$
$\alpha \ shape=(RNN \_ layer \_ num,n1) ，H \ shape = (n1,RNN \_ layer \_ num,hidden \_ size)$

參數說明：
$n1為encoder的sequence長度、n2為decoder的sequence長度$
每個encoder word的hidden state我們標記為 $H=(h_1、h_2....h_{n1})$ ，當前時刻的hidden state為 $h_t$
每個decoder word的hidden state我們標記為 $S=(s_1、s_2....s_{n2})$ ，當前時刻的hidden state為 $s_t$
encoder word為 $(e_1,e_2,e_3...e_{n1})$ ，當前時刻為 $e_t$
decoder word為 $(d_1,d_2,d_3...d_{n2})$ ，當前時刻為 $d_t$

而這組 $\alpha$ 是由model學出來的，怎麼學架構也是可以自行調整的，例如我們將[ $d_t$ ]與[ $H$ 的flatten]串接在一起得經過1層affine(linear layer)+softmax得到一組長度為 $n1$ 的vector作為 $\alpha$ ，也可以用[ $s_{t-1}$ ]與[ $H$ 的flatten]。

參考:
詳細圖解RNN及其他變形
 attention可以參考李宏毅老師的課程
 Attention机制详解（一）
Attention机制详解（二）

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