相对位置编码在线性复杂度 Transformer 中的应用

ICMLMay, 2021

相对位置编码在线性复杂度 Transformer 中的应用

Relative Positional Encoding for Transformers with Linear Complexity

Antoine Liutkus, Ondřej Cífka, Shih-Lun Wu, Umut Şimşekli, Yi-Hsuan Yang...

TL;DR本研究提出了随机位置编码的方法来生成代替传统加性（正弦）位置编码的 PE，并证明其类似于 RPE，建立了位置编码与相关高斯过程的交叉协方差结构之间的联系。这种方法能够弥补针对最近的线性 Transformer 变量不可用于 RPE 的问题，并展示了其在 Long-Range Arena 基准测试和音乐生成方面的性能表现。

Abstract

Recent advances in transformer models allow for unprecedented sequence lengths, due to linear space and time complexity. In the meantime, relative positional encoding (RPE) was proposed as beneficial for classical Transformers and consists in exploiting lags instead of absolute positio

transformer models relative positional encoding stochastic positional encoding linear-variants correlated gaussian processes

发现论文，激发创造

线性化的相对位置编码

通过单元转换，在现有线性相对位置编码方法的基础上，提出了家族化的线性相对位置编码算法，实现了保持线性空间 - 时间复杂性的新相对位置编码方法框架，并在语言建模、文本分类和图像分类等各种应用中表现出了最先进的性能，强调了一个用于设计线性变压器相关位置编码方法的普适范例。

Jul, 2023

你的 Transformer 可能没有你期望的那么强大

本文针对基于相对位置编码的 Transformer 模型展开数学分析，证明了其并不是一种完全可逼近连续的序列转序列函数的神经网络，但是提出了满足一定条件的新型注意力机制 URPE 并在多个任务上进行了实验，证明了其在参数效率和性能上均超过了其他模型。

May, 2022

重新思考和改进相对位置编码在视觉变换器中的应用

本文介绍了相对位置编码的在图像识别中的研究，提出了基于 2D 图像的新型相对位置编码方法，即图像 RPE。经过实验验证，该方法可以显著提高 DeiT 和 DETR 的准确率，而不需要额外的超参数调节。

Jul, 2021

稳定、快速和准确：基于核函数的相对位置编码的注意力机制

使用快速傅里叶变换（FFT）可以有效加速具有相对位置编码（RPE）的 Transformer 模型中的注意力计算，并且适当使用相对位置编码可以缓解基准核化注意力的训练不稳定性问题。

Jun, 2021

改进 transformer 的位置编码以用于多元时间序列分类

研究了 transformers 在时间序列数据中应用时所需的位置编码方法，提出了一种新的绝对位置编码方法，称为时间绝对位置编码（tAPE）；提出了一种高效的相对位置编码实现方法（eRPE），并将 tAPE/eRPE 与卷积输入编码相结合，提出了一种新的多元时间序列分类（MTSC）模型 ConvTran。此模型在 32 个多元时间序列数据集上进行的广泛实验表明，优于最先进的卷积和 transformer-based 模型。

May, 2023

通过位置编码比较图变换器

图转换器的区分能力与位置编码的选择紧密相关，本文旨在理解绝对位置编码和相对位置编码之间的关系，并展示了在图转换器中如何交换这两种类型的位置编码而保持它们的区分能力。基于理论结果，我们对几种位置编码进行了研究并比较了它们在转换器中的区分能力，从而为位置编码的未来设计提供指导。

Feb, 2024

位置编码对 Transformer 中长度推广的影响

本文研究了基于解码器的 Transformer 模型在用不同的位置编码方式时对长度泛化的影响，发现在一系列的推理和数学任务中，NoPE 的表现比其它方法更为优秀，而且无需额外计算。理论上，NoPE 能够代表绝对和相对位置嵌入，但在使用 SGD 训练时，它主要呈现 T5 相对位置嵌入的注意力模式。同时，scratchpad 并不总是有助于解决长度泛化问题，其格式对模型的性能有很大的影响。总之，本文的工作表明解码器 - only 的 Transformer 不一定需要显式的位置嵌入以在更长的序列上泛化良好。

May, 2023

PoPE：基于勒让德正交多项式的位置编码在大型语言模型中的应用

通过理论洞察和实证分析，我们研究了位置编码在更高维度上不充分表示对注意机制、模型学习相对位置信息的能力和模型的收敛性等关键方面的影响，发现这些挑战不仅存在于绝对位置编码，也可能对旋转位置编码等相对位置编码方法的性能产生负面影响。因此，我们引入了一种新颖的解决方案，使用正交勒让德多项式的位置编码（PoPE）来克服现有方法的一些限制，并通过实验结果证明，PoPE 法可以提高基准 transformer 模型的性能，并显著加快模型的收敛速度。此外，我们还提出了关于位置编码的新理论视角，基于 PoPE 的出色性能。

Apr, 2024

CAPE：用于长度推断的上下文自适应位置编码

提出了一种动态根据输入语境调整的上下文自适应位置编码方法，通过实验验证在真实世界数据集上改善了模型性能，提升了训练长度和长度泛化能力，同时保留了局部和反局部信息。

May, 2024

GRPE: 图形 Transformer 的相对位置编码

该研究提出了一种新的位置编码方法，用于学习 Transformer 架构上的图形，结果表明这种方法优于以往的方法并可公开获取其代码。

Jan, 2022