神经网络Transformer架构中的温度参数
温度参数是神经网络Transformer架构中用于控制生成模型输出概率分布平滑程度的超参数。它通过调整softmax函数的输出,影响模型生成文本的随机性和多样性。
温度参数作用于softmax函数的计算过程。在Transformer模型中,softmax函数将最后一层的输出logits转换为概率分布。未引入温度参数时,softmax计算公式为:P(i) = exp(z_i) / Σ_j(exp(z_j)),其中z_i表示第i个词元的logit值。引入温度参数T后,公式变为:P(i) = exp(z_i/T) / Σ_j(exp(z_j/T))。
当温度参数T=1时,模型保持原始的概率分布,不改变输出特性。此时模型按照训练得到的概率分布进行采样,平衡探索与利用。这是大多数标准Transformer模型默认的温度设置。
当温度参数T>1时,概率分布变得更加平滑均匀。高温使得不同词元间的概率差异减小,低概率词元被选中的机会增加。这导致模型输出更加多样化、创造性,但可能降低连贯性和准确性。适用于需要多样性的创意写作任务。
当温度参数T<1时,概率分布变得更加尖锐集中。低温放大高概率词元的优势,使得模型输出更加确定性和保守。这会提高输出的连贯性和准确性,但可能导致重复和缺乏新意。适用于需要精确性的技术文档生成。
温度参数的极端情况表现为:当T趋近于0时,模型退化为贪婪搜索,总是选择概率最高的词元;当T趋近于无穷大时,所有词元的概率趋近相等,相当于均匀随机采样。
实际应用中,温度参数需要根据具体任务调整。创意文本生成通常使用0.7-1.0的温度,技术文本生成使用0.2-0.5的温度。温度参数常与其他生成策略配合使用,如top-k采样和核采样,共同控制文本生成质量。
温度参数的选择直接影响生成文本的困惑度和多样性指标。较高的温度会降低困惑度但增加多样性,需要在两者间取得平衡。温度参数是Transformer生成模型调优的关键超参数之一,需要根据实际应用场景通过实验确定最优值。