《Attention is All You Need》论文理解Transformer
谷歌的Transformer模型最早是用于机器翻译任务，当时达到了SOTA效果。
Attention is All You Need：https://arxiv.org/abs/1706.03762
Tensorflow：https://github.com/tensorflow/tensor2tensor
Pytorch代码：http://nlp.seas.harvard.edu/2018/04/03/attention.html
学习资料：https://jalammar.github.io/illustrated-transformer/
输入输出
输入：embedding之后的维度为512，位置编码 Positional Encoding
为了能和embedding层的信息做sum，positional encoding layer与embedding层保持相同的维度数。论文选择使用不同频率的正弦和余弦函数，即sine和cosine，来表征token的位置信息，具体公式如下：
pos表示token的位置，即当前token是第几个token；i 表示dimension
再把sin和cos的两个值拼接起来，如下图所示:
左半部分的值由一个函数(使用正弦)生成，而右半部分由另一个函数(使用余弦)生成。然后将它们拼在一起而得到每一个位置编码向量。
输出：集束搜索（beam search）
模型结构
论文中将6个编码器和解码器叠加在一起，彼此结构相同但是不共享参数。
单一编码器
1. 自注意力（self-attention）层：对每个单词编码时关注输入句子的其他单词
词嵌入乘以训练的权重矩阵(
，
，
)，得到(Q，K，V)
多头注意力则是每个头保持独立的查询/键/值权重矩阵(，，)，产生不同的查询/键/值矩阵(Q，K，V)，从而得到不同的Z，把不同的Z拼接在一起，然后用一个附加的权重矩阵
与它们相乘，最后得到融合所有注意力头信息的矩阵Z。
多头的作用：每个head相当于一个单独的通道，可以去独立的去抽取不同的有效特征，这样可以使得self-attention变成一个能力超强的特征抽取器，而计算成本与使用Single Attention几乎一致。
2. 前馈（feed-forward）神经网络：窗口为一个单词的一维卷积神经网络
前馈神经网络包括两个线性变换，使用ReLU作为激活函数。也可以将其理解为卷积核大小为1的CNN。输入输出的维度为512，内部层维度为2048。
3. 求和与归一化：
在每个编码器中的每个子层（自注意力、前馈网络）的周围都有一个残差连接
单一解码器
1. 自注意力（self-attention）层：
mask：解码器中，自注意力层只被允许处理输出序列中更靠前的那些位置。在softmax步骤前，它会把后面的位置给隐去。
Q=上一层decoder编码结果，K=V=Encoder编码结果
引入encoder的信息，并根据上一层Masked Multi-Head Attention的输出，关注生成最相关的下一个词。
2. 编码－解码注意力层：用来关注输入句子的相关部分（和seq2seq模型的注意力作用相似）：
通过在它下面的层来创造查询矩阵Q，并且从编码器的输出中取得键/值矩阵(K, V)
3. 前馈（feed-forward）层
同Encoder部分。
最终的线性变换和Softmax层
线性变换层：全连接神经网络，把解码组件产生的向量投射到对数几率（logits）的向量里
Softmax 层：把分数变成概率
损失函数
使用KL div loss实现标签平滑， 相比使用独热目标分布，创建一个分布，其包含正确单词的置信度和整个词汇表中分布的其余平滑项。
标签平滑将真实概率的构造改成：
优化器
采用了Adam optimizer，其中参数选择为 
优势
１）transformer在翻译模型中取得了stat-of-the-art性能
２）更低的单层计算复杂度
３）可以并行计算
４）能更好的解决长距离依赖问题
学习资料：
https://github.com/tensorflow/tensor2tensor/blob/master/tensor2tensor/notebooks/hello_t2t.ipynb