对Transformer中的MASK理解

上一篇文章我们介绍了对Transformer中FeedForward层的理解，今天我们来介绍一下对MASK的理解
老规矩，还是先放一张Transformer的图片

Transformer结构主要分为两大部分，一是Encoder层结构，另一个则是Decoder层结构，而所谓的MASK在Encoder和Decoder两个结构中都有使用。

Transformer中的MASK主要分为两部分：Padding Mask和Sequence Mask两部分

Padding Masked

对于Transformer而言，每次的输入为：[batch_size,seq_length,d_module]结构，由于句子一般是长短不一的，而输入的数据需要是固定的格式，所以要对句子进行处理。
通常会把每个句子按照最大长度进行补齐，所以当句子不够长时，需要进行补0操作，以保证输入数据结构的完整性
但是在计算注意力机制时的Softmax函数时，就会出现问题，Padding数值为0的话，仍然会影响到Softmax的计算结果，即无效数据参加了运算。
为了不让Padding数据产生影响，通常会将Padding数据变为负无穷，这样的话就不会影响Softmax函数了

Self-Attention Masked

Self-Attention Masked只发生在Decoder操作中，在Decoder中，我们的预测是一个一个进行的，即输入一个token，输出下一个token，在网上看到一个很好的解释如下：
假设我们当前在进行机器翻译
输入：我很好
输出：I am fine
接下来是Decoder执行步骤
第一步：
·初始输入： 起始符 + Positional Encoding（位置编码）
·中间输入：（我很好）Encoder Embedding
·最终输出：产生预测“I”
第二步：
·初始输入：起始符 + “I”+ Positonal Encoding
·中间输入：（我很好）Encoder Embedding
·最终输出：产生预测“am”
第三步：
·初始输入：起始符 + “I”+ “am”+ Positonal Encoding
·中间输入：（我很好）Encoder Embedding
·最终输出：产生预测“fine”
上面就是Decoder的执行过程，在预测出“I”之前，我们是不可能知道‘am’的，所以要将数进行Mask，防止看到当前值后面的值，如下图所示：当我们仅知道start的时候，后面的关系是不知道的，所以start和“I”以及其它单词的Score都为负无穷，当预测出“I”之后，再去预测“am”，最终得到下面第三个得分矩阵。

最后经过Softmax处理之后，得到最终的得分矩阵

最后不要忘了Decoder中依然采用的是Masked Multi-Head Attention，即多次进行Mask机制