文献阅读笔记：Hierarchical Attention Networks for Document Classification

最近在研究Attention机制在自然语言处理中的应用，查找了一些文献。
文献：Hierarchical Attention Networks for Document Classification
GitHub实现代码
GitHub实现代码
参考博客:Text Classification, Part 3 - Hierarchical attention network

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开始正题：

文章主要的两个贡献：

• 第一： 利用文档原有的层次结构特性（句子是由单词组成，文档是由句子组成），先使用单词的词向量表示句子，再此基础上以句子向量构建文档的信息表示。
• 第二：在文档中，句子对文档的重要性贡献有差异，在句子中单词对句子的重要性贡献也有差异。而单词和句子的重要性依赖于上下文环境。相同的单词，在不同的上下文中所表现出的重要性是不一样的。为了描述这种情况，引入了Attention机制来描述这种重要性。
• 文章分别从句子级和文档级两个层次使用Attention机制。
• Attention机制可以带来两个优点：一个可以提升分类性能，第二个可以提升识别出在影响最终分类决策的单词或句子的重要性。

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主要思路

• 网络结构：包括五层网络，词向量编码（GRU），词向量Attention层，句子向量编码（GRU），句子向量Attention层，softmax输出层.
  网络结构
  
  

  image.png
  
  Attention机制应用的假设是对句子的含义，观点，情感等任务，每个单词的贡献是不相同的。因此，使用Attention机制去抽取更重要的单词

单词词向量：

查询词向量表（比如GloVe，Word2Vec等）生成句子中每个单词的词向量，并将句子表示为单词词向量的连接
句子。

这里面：

单词的词向量

表示的就是句子中每个单词的词向量表示，句子的总长度为T。

GRU前向隐状态

每个单词词向量的隐状态就表示为前向和后向单词隐状态的连接

这种表示方法就表示了以某个单词为中心的句子相关信息。

单词级Attention

因为句子中每个单词的重要性不相同，因此使用Attention机制描述每个单词的重要性，抽取相对句子含义重要的那些单词，使用这些重要的词的词向量组成句子的向量表示

image.png

将GRU输出的词的引隐状态向量，作为MLP（Multi Layer Percetron）的输入，计算得到词向量隐状态的新的表示。

单词词向量的attention计算

这里有个问题： uw是如何来的？ bw是如何计算的？ uw初始时随机初始化为，在训练阶段学习获得。 bw也是学习获得。

按照和单词级的向量表示一样的方式，计算句子级的向量表示。

基于Attention的句子级的向量表示生成

将最后句子级向量表示的文档输入softmax层，计算分类。
使用的loss是交叉熵

分类和loss计算

最终结果：

分类测试结果