news 2026/4/22 21:58:17

探索基于Transformer在时间序列领域的奇妙旅程

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
探索基于Transformer在时间序列领域的奇妙旅程

基于Transformer的各种变体已经是时间序列以及多元时间序列的一大热点,自注意力机制以及多头自注意力机制本团队已经可以基于matlab平台实现

在当下的数据分析与预测领域,基于Transformer的各种变体已然成为时间序列以及多元时间序列研究的一大热点。Transformer架构以其独特的自注意力机制,打破了传统循环神经网络(RNN)在处理长序列时面临的困境,为时间序列分析带来了全新的思路和强大的工具。

说到这,就不得不提我们团队近期的一项成果——自注意力机制以及多头自注意力机制在Matlab平台上的实现。下面就和大家分享一下这其中的一些有趣细节。

首先,自注意力机制的核心思想在于,它能够让模型在处理序列中的每个元素时,动态地关注序列中其他元素与该元素的关联程度,从而有效地捕捉序列中的长距离依赖关系。用代码来简单示意一下(以下代码基于Matlab伪代码风格,仅为示意核心原理):

function attention_weights = self_attention(query, key, value) % 计算点积注意力 scores = query * key'; scores = scores / sqrt(size(key, 2)); attention_weights = softmax(scores); output = attention_weights * value; end

在这段代码中,querykeyvalue是输入序列经过线性变换后的表示。我们首先计算querykey的点积,得到scores,这一步其实就是在衡量不同位置之间的相关性。然后,为了让梯度在反向传播过程中更加稳定,我们将scores除以sqrt(size(key, 2))。接着,通过softmax函数将scores转换为概率分布,也就是注意力权重attention_weights,它表明了每个位置对当前位置的关注程度。最后,我们根据注意力权重对value进行加权求和,得到最终的输出output

而多头自注意力机制(Multi - Head Attention)则是对自注意力机制的进一步拓展。它通过多个不同的线性投影,将输入分别映射到多个子空间,然后在每个子空间上独立地执行自注意力机制,最后将各个子空间的结果拼接起来再经过一次线性变换得到最终输出。这就好比从多个不同角度去“观察”序列,能够捕捉到更丰富的信息。同样用代码来看:

function multi_head_output = multi_head_attention(query, key, value, num_heads) head_dim = size(query, 2) / num_heads; multi_head_outputs = cell(num_heads, 1); for i = 1:num_heads q_head = query(:, (i - 1) * head_dim + 1 : i * head_dim); k_head = key(:, (i - 1) * head_dim + 1 : i * head_dim); v_head = value(:, (i - 1) * head_dim + 1 : i * head_dim); multi_head_outputs{i} = self_attention(q_head, k_head, v_head); end concatenated_output = horzcat(multi_head_outputs{:}); multi_head_output = linear_layer(concatenated_output); end

在这段代码里,我们首先定义了每个头的维度headdim,然后通过循环,将输入的querykeyvalue分割成不同的头,分别在每个头上执行selfattention函数。最后,将各个头的输出拼接起来,再经过一个线性层linear_layer得到多头自注意力机制的最终输出。

通过在Matlab平台上实现这些机制,我们能够更灵活地将Transformer架构应用到时间序列以及多元时间序列的分析任务中,无论是预测未来趋势,还是挖掘隐藏在数据中的复杂模式,都有了更强大的工具。相信随着研究的深入,基于Transformer的方法会在时间序列领域创造更多令人惊喜的成果。大家也不妨动手尝试一下,一起感受这其中的魅力!

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/4/23 16:28:16

FaceFusion在AI历史人物对话系统中的形象驱动

FaceFusion在AI历史人物对话系统中的形象驱动 在博物馆的互动展台前,一个孩子正仰头望着“苏东坡”侃侃而谈。他吟诵着《赤壁赋》,眼神灵动,语气从容——这不是演员扮演,也不是动画渲染,而是由AI驱动的真实影像。当用户…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/19 4:28:53

基于LangChain的开源问答系统:Langchain-Chatchat部署与优化全解析

基于LangChain的开源问答系统:Langchain-Chatchat部署与优化全解析 在企业知识管理日益复杂的今天,员工常常面临“明明文档就在那里,却怎么也找不到答案”的窘境。HR政策、IT支持流程、项目规范分散在数十个PDF和Word文件中,新员工…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/23 16:15:28

18、嵌入式CE设备应用自启动与自定义UI开发指南

嵌入式CE设备应用自启动与自定义UI开发指南 1. CE设备应用自启动 在CE设备的开发中,通常需要让设备在启动时自动运行特定的应用程序,以实现其预定的功能。常见的应用自启动方法有以下几种: - 配置HKLM\Init注册表键 :通过修改注册表来指定CE启动时要运行的应用程序。不…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/23 13:33:22

FaceFusion镜像支持多语言界面切换

FaceFusion 镜像多语言支持:从技术实现到落地实践在 AI 视频编辑工具日益普及的今天,一个看似不起眼的功能——界面语言切换,正悄然改变着全球用户的使用体验。以开源换脸工具FaceFusion为例,早期版本虽然功能强大,但全…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/17 20:56:11

Java毕设选题推荐:基于Java+Springboot+Mysql实现校园竞赛报名基于springboot的大学生科技竞赛管理系统的设计与实现【附源码、mysql、文档、调试+代码讲解+全bao等】

博主介绍:✌️码农一枚 ,专注于大学生项目实战开发、讲解和毕业🚢文撰写修改等。全栈领域优质创作者,博客之星、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于Java、小程序技术领域和毕业项目实战 ✌️技术范围:&am…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/14 9:07:09

kylinv10 设置网卡自启动和固定ip

最近使用 kylinv10 ,每次网卡不自启动,手动起来发现ip变了kylinv10 管理网络用的是NetworkManger# 启动 并加上开机自启动sudo systemctl enable NetworkManagersudo systemctl enable NetworkManager修改网卡cd /etc/sysconfig/network-scripts/ sudo v…

作者头像 李华