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Tag: transformers

Swin Transformers | 现代计算机视觉任务

介绍 Swin Transformer 是视觉 Transformer 领域的一项重大创新。Transformer 在各种任务中展示了出色的性能。在这些 Transformer 中,Swin Transformer 作为计算机视觉的骨干,提供了无与伦比的灵活性和可扩展性,以满足现代深度学习模型的需求。现在是时候发掘这个 Transformer 的全部潜力,见证其令人印象深刻的能力。 学习目标 本文旨在介绍 Swin Transformer,这是一类强大的分层视觉 Transformer。通过阅读本文,您应该了解以下内容: Swin Transformer 的关键特性 它们在计算机视觉模型中作为骨干的应用 Swin Transformer 在图像分类、物体检测和实例分割等各种计算机视觉任务中的优势。…

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使用深度预测Transformer(DPT)进行图像深度估计

介绍 图像深度估计是指确定图像中物体与观察者的距离。这是计算机视觉中的一个重要问题,因为它有助于创建3D模型、增强现实和自动驾驶汽车等技术。过去,人们使用立体视觉或特殊传感器等技术来估计深度。但现在,有一种名为深度预测Transformer(DPTs)的新方法使用深度学习来进行深度估计。 DPTs是一种可以通过观察图像来学习估计深度的模型。在本文中,我们将通过实际编码来了解DPTs的工作原理、它们的用途以及在不同应用中可以做什么。 学习目标 了解DPTs(Dense Prediction Transformers)的概念及其在图像深度估计中的作用。 探索DPTs的架构,包括视觉Transformer和编码器-解码器框架的组合。 使用Hugging Face Transformer库实现DPT任务。 认识DPTs在各个领域中的潜在应用。 本文作为Data Science Blogathon的一部分发表。 理解深度预测Transformer 深度预测Transformer(DPTs)是一种独特的深度学习模型,专门用于估计图像中物体的深度。它们利用了一种特殊类型的架构,称为Transformer,最初是为处理语言数据而开发的。然而,DPTs将这种架构进行了调整和应用,以处理视觉数据。DPTs的一个关键优势是它们能够捕捉图像各个部分之间的复杂关系,并对跨越较长距离的模型依赖进行建模。这使得DPTs能够准确地预测图像中物体的深度或距离。 深度预测Transformer的架构 深度预测Transformer(DPTs)通过将视觉Transformer和编码器-解码器框架结合起来,对图像进行深度估计。编码器组件使用自注意机制捕捉和编码特征,增强了对图像不同部分之间关系的理解。这提高了特征分辨率,并允许捕捉细粒度的细节。解码器组件通过将编码特征映射回原始图像空间,利用上采样和卷积层等技术来重建密集的深度预测。DPTs的架构使得模型能够考虑场景的全局上下文和不同图像区域之间的模型依赖关系,从而得出准确的深度预测。 总之,DPTs利用视觉Transformer和编码器-解码器框架对图像进行深度估计。编码器捕捉特征并使用自注意机制对其进行编码,解码器通过将编码特征映射回原始图像空间来重建密集的深度预测。这种架构使得DPTs能够捕捉细粒度的细节、考虑全局上下文并生成准确的深度预测。 使用Hugging Face Transformer实现DPT 我们将使用Hugging Face…

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Transformer编码器 | NLP问题的关键

介绍 我将以非常简单的方式向你解释转换器编码器。对于那些在学习转换器时遇到困难的人来说,可以通读本博客文章,如果你对在NLP领域工作感兴趣,你至少应该了解到转换器,因为大多数行业都在使用这些最先进的模型来完成各种任务。转换器是NLP任务中的最先进模型,超越了传统的RNN和LSTM模型。转换器通过依赖于自我注意力而不是循环来解决了捕捉长期依赖的挑战。它们彻底改变了NLP,并为BERT、GPT-3和T5等架构铺平了道路。 学习目标 在本文中,您将学到: 转换器为什么变得如此受欢迎? 自我注意机制在NLP领域的作用。 如何从自己的输入数据中创建键、查询和值矩阵。 如何使用键、查询和值矩阵计算注意力矩阵。 在机制中应用softmax函数的重要性。 本文是数据科学博客马拉松的一部分。 转换器为什么超越了RNN和LSTM模型? 在使用RNN和LSTM模型时,我们遇到了一个重要障碍,即这些递归模型仍然无法理解长期依赖,并且处理复杂数据时计算负荷越来越大。论文《Attention Is All You Need》提出了一种名为转换器的新设计,以克服传统序列网络的限制,现在它们是许多NLP应用的最先进模型。 在RNN和LSTM中,输入和标记逐个传递,而转换器同时传输完整的序列(并行传输数据)。 转换器模型完全消除了递归过程,完全依赖于注意机制,使用了一种独特的自我注意机制。 转换器由什么组成?它如何工作? 对于许多NLP任务,转换器模型目前是最先进的模型。转换器的引入在NLP领域取得了重大进展,为BERT、GPT-3、T5等先进系统铺平了道路。 让我们通过一个语言翻译任务来了解转换器和自我注意的工作原理。转换器由编码器-解码器架构组成。我们将输入句子(源句子)输入编码器。编码器学习输入句子的表示并将表示发送给解码器。解码器接收编码器学习到的表示作为输入,并生成输出句子(目标句子)。 假设我们想将一个短语从英语翻译成法语。如下图所示,我们需要将英语句子作为编码器的输入。编码器学习给定英语句子的表示并将表示传递给解码器。解码器将编码器的表示作为输入,并生成法语句子作为输出。 一切进行得很好,但是这里到底发生了什么?转换器的编码器和解码器是如何将英语句子(源句子)翻译成法语句子(目标句子)的?编码器和解码器内部到底发生了什么?因此,在本文中,我们只关注编码器网络,因为我们希望保持简洁,先专注于编码器。未来的文章中,我们肯定会涵盖解码器部分。在接下来的几节中,让我们找出答案。 理解转换器的编码器 编码器只是一个神经网络,用于接收输入并将其转换为机器可以理解的不同表示/形式。转换器由N个编码器堆叠而成。一个编码器的输出作为输入传递给它上面的另一个编码器。如下图所示,我们有一个由N个编码器组成的堆叠。每个编码器将其输出发送给上面的编码器。最后一个编码器将给定源句子的表示作为输出返回。我们将源句子作为输入传递给编码器,并获得源句子的表示作为输出:…

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使用预训练的ViT模型在图像字幕中使用Vision Transformers(ViT)

介绍 使用预训练的ViT模型进行图像描述可以看作是一种文本或书面描述,位于图像下方,旨在提供对图像细节的描述。它是将图像转换为文本描述的任务。通过连接视觉(图像)和语言(文本)来完成。在本文中,我们使用PyTorch后端,使用视觉变换器(ViT)作为主要技术,在图像中实现了这一目标。目标是展示一种使用转换器,特别是ViTs,利用经过训练的模型生成图像标题的方法,而无需从头开始重新训练。 来源:Springer 随着社交媒体平台和在线图片使用的当前趋势,掌握这种技能的好处很多,可以出于多种原因进行描述、引用、帮助视力受损者,甚至是搜索引擎优化。这使得学习这种技术对涉及图像的项目非常有用。 学习目标 图像描述的概念 使用ViTs进行图像捕捉 使用预训练模型进行图像描述 使用Python利用转换器 您可以在此GitHub仓库中找到使用的全部代码。 本文是数据科学博客马拉松的一部分。 什么是Transformer模型? 在我们研究ViT之前,让我们先了解一下Transformer。自从Google Brain于2017年引入transformers以来,它引起了人们对其在NLP方面的能力的兴趣。Transformer是一种深度学习模型,其特点是采用自我关注,不同地加权输入数据的每个部分的重要性。并且主要用于自然语言处理(NLP)领域。 Transformer处理序列输入数据,例如自然语言,但transformer一次处理整个输入。借助注意机制,任何输入序列的位置都有上下文。这种效率允许更多的并行化,减少训练时间,同时提高效率。 Transformer体系结构 现在让我们看一下transformers的体系结构组成。Transformer体系结构主要由编码器-解码器结构组成。Transformer体系结构的编码器-解码器结构在一篇著名的论文中被提出,标题为“Attention Is All You Need”。 编码器由层组成,负责逐层处理输入,而解码器层接收编码器输出并生成解码输出。简单地说,编码器将输入序列映射到序列,然后将其馈送到解码器。解码器然后生成一个输出序列。 什么是Vision Transformers? 由于本文展示了ViTs在图像描述中的实际用途,因此也有必要了解ViTs的工作原理。Vision…

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使用多头注意力机制理解注意力机制

介绍 深入了解Transformer模型的好方法是学习注意机制。在这方面,特别是在学习其他类型的注意机制之前学习多头注意力也是一个不错的选择。这是因为这个概念往往比较容易理解。 注意机制可以被视为可以添加到常规深度学习模型中的神经网络层。其目的是使模型专注于使用分配的权重来关注输入的特定部分,从而权衡它们的价值。我们将进一步详细了解注意机制,使用多头注意力机制。 学习目标 注意机制的概念 多头注意力的含义 Transformer中多头注意力的架构 其他类型的注意机制简介 本文是数据科学博客马拉松的一部分。 了解注意机制 我们可以从人类心理学的角度开始看这个概念。在心理学中,注意力是集中意识在某些事件上,以便排除其他刺激的影响。这意味着即使有其他干扰,我们仍然会专注于我们选择的事物。注意力有选择地集中在整体的一个离散部分。 这个概念是Transformer中使用的。它们能够集中精力关注其输入的目标部分,并忽略其余部分。这可以使它们以非常有效的方式行动。 什么是多头注意力? 多头注意力是Transformer中的一个中心机制,类似于ResNet50架构中的跳跃连接。有时需要关注序列中的多个其他点。使用找到整体平均值的方法将不会使权重分布,因此不会给予多样化的值作为权重,这就引出了创建多个独立的注意机制以形成多个注意力机制的扩展的想法。现在的实现在单个特征上呈现多个不同的查询-键-值三元组。 来源:Pngwing.com 计算是这样进行的,注意模块在多次迭代中执行,组织成称为注意头的并行层。每个独立的头独立处理输入序列和相关输出序列元素。每个头部的累积分数然后组合以获得最终的注意分数,其中包含输入序列的每个细节。 数学表达式 具体而言,如果我们有一个关键字和一个值矩阵,我们可以将值转换为ℎ个子查询,子关键字和子值,这些将独立地通过注意力传递。连接将给出一个头,并使用最终的权重矩阵将它们组合起来。 可学习的参数是分配给各个头部的注意力中的值,其中各种参数称为多头注意力层。下面的图示说明了这个过程。 让我们简要地看一下这些变量。其中X的值是单词嵌入矩阵的连接。 矩阵解释 查询:它是一个特征向量,提供有关序列中目标的洞察力。它在序列上提出请求,需要关注哪些部分。 关键字:这是描述元素中包含的内容的特征向量。它突出显示提供元素的身份,并通过查询提供注意力。 值:处理输入序列,每个输入元素使用一个值来知道提供平均值的内容。 评分函数:创建评分函数时,我们将查询和关键字指定为其输出的权重,称为查询-关键字对。…

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