news 2026/1/20 3:56:22

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 2025/12/20 23:49:19

FaceFusion镜像支持TensorRT加速推理过程

FaceFusion 镜像支持 TensorRT 加速推理过程在如今 AIGC 技术迅猛发展的背景下,人脸交换(Face Swap)已不再是实验室里的概念演示,而是逐步走向消费级应用和工业级部署。从短视频平台的趣味换脸滤镜,到直播中的虚拟主播…

作者头像 李华
网站建设 2025/12/24 10:51:03

10、嵌入式开发调试与引导加载器全解析

嵌入式开发调试与引导加载器全解析 1. 远程目标控制工具 远程目标控制工具可让我们远程发送命令控制目标设备、启动程序以及查看运行进程,还能从工作站终止目标设备上的部分运行进程。使用该工具时,CE 目标设备上需运行带有 KITL 的操作系统运行时映像。 若要在模拟器上使…

作者头像 李华
网站建设 2026/1/17 0:48:46

23、C 实现机器人控制应用:串口与 Serializer .NET 库的实践

C# 实现机器人控制应用:串口与 Serializer .NET 库的实践 1. 简单机器人控制应用概述 我们将创建两个 C# 应用程序来实现机器人的简单控制。一个应用使用 .NET Compact Framework 2.0 中的串口类向机器人发送命令,另一个则使用 Serializer .NET 库来控制机器人。这两个应用…

作者头像 李华
网站建设 2026/1/2 19:20:20

【Linux命令大全】001.文件管理之cksum命令(实操篇)

【Linux命令大全】001.文件管理之cksum命令(实操篇) ✨ 本文全面解析Linux系统中cksum命令的功能、参数及实际应用,帮助系统管理员和高级用户掌握文件完整性验证的核心技术。文章涵盖参数详解、基础用法、进阶技巧以及在数据安全、备份和传输…

作者头像 李华
网站建设 2026/1/7 19:19:58

Langchain-Chatchat用于新闻稿自动生成

Langchain-Chatchat用于新闻稿自动生成 在媒体节奏日益加快的今天,企业公关团队常常面临一个现实困境:如何在极短时间内产出一篇既符合品牌调性、又具备事实支撑和传播力的新闻稿?传统方式依赖人工查阅资料、整理素材、反复修改,整…

作者头像 李华
网站建设 2025/12/21 13:46:28

计算机Java毕设实战-基于springboot的自行车仓库管理系统设计与实现库存控制、出入库操作、盘点管理、销售订单处理、供应商管理【完整源码+LW+部署说明+演示视频,全bao一条龙等】

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