神经网络Transformer架构中的跨语言理解
字数 938 2025-11-23 08:06:49
神经网络Transformer架构中的跨语言理解
神经网络Transformer架构中的跨语言理解是指模型处理和理解多种语言的能力,无需为每种语言单独训练。这依赖于共享表示和跨语言对齐技术,使模型能够将知识从高资源语言(如英语)迁移到低资源语言(如斯瓦希里语)。跨语言理解的核心在于学习语言无关的特征,从而在翻译、分类或问答等任务中泛化到不同语言。
跨语言理解的关键步骤包括:
- 多语言预训练:模型在多种语言的混合语料库上进行预训练(例如使用掩码语言建模目标)。这迫使模型学习通用语言模式,而不是特定于某一种语言的特征。例如,在训练过程中,模型可能同时处理英语“the cat sat on the mat”和法语“le chat s'est assis sur le tapis”的句子,并学会将“cat”和“chat”映射到相似的嵌入向量中。
- 共享词汇表与嵌入空间:模型使用一个统一的词汇表覆盖所有语言,并通过投影层将不同语言的词汇映射到同一向量空间。这允许模型直接比较不同语言的词汇相似性,例如英语“house”和西班牙语“casa”在嵌入空间中可能位置接近。
- 跨语言注意力机制:在Transformer的多头注意力层中,模型自动学习语言间的对齐关系。例如,在编码器-解码器结构中,解码器可能通过交叉注意力将法语查询与英语键值对关联,从而实现翻译。
- 零样本迁移:训练完成后,模型可在未见过的语言对上执行任务。例如,仅用英语标注数据训练的文本分类器,可能直接处理德语输入,因为模型已学会将德语表示映射到英语语义空间。
实现跨语言理解的技术细节:
- 语言标识符:在输入序列中添加特殊标记(如“[EN]”或“[FR]”)来指示语言类型,帮助模型区分上下文。
- 对齐优化:通过对比学习或对抗训练明确约束不同语言的表示分布,减少语言间差异。例如,使用梯度反转层使判别器无法区分嵌入来自哪种语言。
- 多任务学习:联合训练翻译、语言建模和下游任务,强化跨语言泛化。
跨语言理解的挑战包括语言结构差异(如语序)、词汇空缺(某些概念在特定语言中缺失)及低资源语言数据不足。当前方法如XLM-R和mT5通过大规模多语言预训练部分解决这些问题,使单一模型能处理百余种语言的任务。