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Mamba源码解析_mammba代码详解

mammba代码详解

mamba-minimal/model.py at master · johnma2006/mamba-minimal · GitHub

  1. from dataclasses import dataclass
  2. from einops import rearrange, repeat, einsum
  3. @dataclass
  4. class ModelArgs:
  5. d_model: int
  6. n_layer: int
  7. vocab_size: int
  8. d_state: int = 16
  9. expand: int = 2
  10. dt_rank: Union[int, str] = 'auto'
  11. d_conv: int = 4
  12. pad_vocab_size_multiple: int = 8
  13. conv_bias: bool = True
  14. bias: bool = False
  15. def __post_init__(self):
  16. self.d_inner = int(self.expand * self.d_model)
  17. if self.dt_rank == 'auto':
  18. self.dt_rank = math.ceil(self.d_model / 16)
  19. if self.vocab_size % self.pad_vocab_size_multiple != 0:
  20. self.vocab_size += (self.pad_vocab_size_multiple
  21. - self.vocab_size % self.pad_vocab_size_multiple)
  22. class Mamba(nn.Module):
  23. def __init__(self, args: ModelArgs):
  24. """Full Mamba model."""
  25. super().__init__()
  26. self.args = args
  27. self.embedding = nn.Embedding(args.vocab_size, args.d_model)
  28. self.layers = nn.ModuleList([ResidualBlock(args) for _ in range(args.n_layer)])
  29. self.norm_f = RMSNorm(args.d_model)
  30. self.lm_head = nn.Linear(args.d_model, args.vocab_size, bias=False)
  31. self.lm_head.weight = self.embedding.weight # Tie output projection to embedding weights.
  32. # See "Weight Tying" paper
  33. def forward(self, input_ids):
  34. """
  35. Args:
  36. input_ids (long tensor): shape (b, l) (See Glossary at top for definitions of b, l, d_in, n...)
  37. Returns:
  38. logits: shape (b, l, vocab_size)
  39. Official Implementation:
  40. class MambaLMHeadModel, https://github.com/state-spaces/mamba/blob/main/mamba_ssm/models/mixer_seq_simple.py#L173
  41. """
  42. x = self.embedding(input_ids)
  43. for layer in self.layers:
  44. x = layer(x)
  45. x = self.norm_f(x)
  46. logits = self.lm_head(x)
  47. return logits
  1. from dataclasses import dataclass
  2. from einops import rearrange, repeat, einsum
  3. import torch
  4. import torch.nn as nn
  5. import math
  6. from typing import Union
  7. @dataclass
  8. class ModelArgs:
  9. d_model: int # 模型的隐藏层维度
  10. n_layer: int # 模型的层数
  11. vocab_size: int # 词汇表大小
  12. d_state: int = 16 # 状态维度,默认值为16
  13. expand: int = 2 # 扩展因子,默认值为2
  14. dt_rank: Union[int, str] = 'auto' # 时间嵌入的秩,默认值为'auto'
  15. d_conv: int = 4 # 卷积层的维度,默认值为4
  16. pad_vocab_size_multiple: int = 8 # 词汇表大小的填充倍数,默认值为8
  17. conv_bias: bool = True # 是否在卷积层中使用偏置,默认值为True
  18. bias: bool = False # 是否在全连接层中使用偏置,默认值为False
  19. def __post_init__(self):
  20. self.d_inner = int(self.expand * self.d_model) # 内部维度,扩展因子乘以隐藏层维度
  21. if self.dt_rank == 'auto':
  22. self.dt_rank = math.ceil(self.d_model / 16) # 当dt_rank为'auto'时,计算实际的秩
  23. if self.vocab_size % self.pad_vocab_size_multiple != 0:
  24. # 调整词汇表大小,使其成为pad_vocab_size_multiple的倍数
  25. self.vocab_size += (self.pad_vocab_size_multiple
  26. - self.vocab_size % self.pad_vocab_size_multiple)
  27. class Mamba(nn.Module):
  28. def __init__(self, args: ModelArgs):
  29. """完整的Mamba模型。"""
  30. super().__init__()
  31. self.args = args
  32. self.embedding = nn.Embedding(args.vocab_size, args.d_model) # 嵌入层
  33. self.layers = nn.ModuleList([ResidualBlock(args) for _ in range(args.n_layer)]) # 残差块层列表
  34. self.norm_f = RMSNorm(args.d_model) # 归一化层
  35. self.lm_head = nn.Linear(args.d_model, args.vocab_size, bias=False) # 线性层,用于输出词汇表大小的logits
  36. self.lm_head.weight = self.embedding.weight # 将输出投影权重与嵌入层权重共享(权重绑定)
  37. def forward(self, input_ids):
  38. """
  39. Args:
  40. input_ids (long tensor): shape (b, l) (参见论文中的定义,b为批次大小,l为序列长度)
  41. Returns:
  42. logits: shape (b, l, vocab_size)
  43. 官方实现:
  44. class MambaLMHeadModel, https://github.com/state-spaces/mamba/blob/main/mamba_ssm/models/mixer_seq_simple.py#L173
  45. """
  46. x = self.embedding(input_ids) # 将输入ID映射到嵌入向量
  47. for layer in self.layers:
  48. x = layer(x) # 依次通过每个残差块层
  49. x = self.norm_f(x) # 通过归一化层
  50. logits = self.lm_head(x) # 计算logits
  51. return logits # 返回logits

代码解释:

ModelArgs 数据类
  • d_modeln_layervocab_size 等参数定义了模型的基本配置。
  • d_stateexpanddt_rankd_convpad_vocab_size_multipleconv_biasbias 是一些默认参数,用于进一步配置模型。
  • __post_init__ 方法在初始化后计算内部维度 (d_inner) 和调整词汇表大小 (vocab_size) 使其成为指定倍数。
Mamba 类
  • __init__ 方法初始化 Mamba 模型,创建嵌入层 (embedding)、一系列残差块层 (layers)、归一化层 (norm_f) 和输出层 (lm_head)。
  • forward 方法是模型的前向传播过程:
    • 输入的 input_ids 被映射到嵌入向量。
    • 嵌入向量依次通过每个残差块层进行处理。
    • 经过归一化层后,计算输出的 logits
  1. class ResidualBlock(nn.Module):
  2. def __init__(self, args: ModelArgs):
  3. """残差块,包含选择性状态空间模型(SSM)和卷积层。"""
  4. super().__init__()
  5. self.args = args
  6. self.norm1 = RMSNorm(args.d_model) # 第一个归一化层
  7. self.norm2 = RMSNorm(args.d_model) # 第二个归一化层
  8. self.ssm = SelectiveSSM(args) # 选择性状态空间模型
  9. self.conv = nn.Conv1d(args.d_model, args.d_model, kernel_size=args.d_conv, bias=args.conv_bias) # 一维卷积层
  10. def forward(self, x):
  11. """残差块的前向传播。"""
  12. residual = x # 保存输入的残差
  13. x = self.norm1(x) # 通过第一个归一化层
  14. x = self.ssm(x) # 通过选择性状态空间模型
  15. x = self.norm2(x) # 通过第二个归一化层
  16. x = rearrange(x, 'b l d -> b d l') # 调整维度以适应卷积操作
  17. x = self.conv(x) # 通过卷积层
  18. x = rearrange(x, 'b d l -> b l d') # 调整维度回原始形状
  19. return x + residual # 将残差加回输出
  20. class SelectiveSSM(nn.Module):
  21. def __init__(self, args: ModelArgs):
  22. """选择性状态空间模型(SSM)。"""
  23. super().__init__()
  24. self.args = args
  25. self.hidden = nn.Parameter(torch.randn(args.d_model, args.d_state)) # 隐藏状态参数
  26. self.linear = nn.Linear(args.d_model, args.d_state, bias=args.bias) # 线性层将输入映射到状态维度
  27. self.output = nn.Linear(args.d_state, args.d_model, bias=args.bias) # 线性层将状态维度映射回输出维度
  28. def forward(self, x):
  29. """选择性状态空间模型的前向传播。"""
  30. state = torch.tanh(self.linear(x) + self.hidden) # 计算新的状态
  31. output = self.output(state) # 将状态映射回输出维度
  32. return output # 返回输出

代码解释(续):

ResidualBlock 类
  • __init__ 方法初始化残差块,包含两个归一化层 (norm1 和 norm2)、一个选择性状态空间模型 (ssm) 和一个一维卷积层 (conv)。
  • forward 方法是残差块的前向传播过程:
    • 保存输入为残差 (residual)。
    • 输入依次通过第一个归一化层、选择性状态空间模型和第二个归一化层。
    • 通过 rearrange 函数调整维度,以适应卷积操作。
    • 输入通过卷积层处理。
    • 再次调整维度回到原始形状。
    • 将残差加回输出,形成残差连接。
SelectiveSSM 类
  • __init__ 方法初始化选择性状态空间模型,包含隐藏状态参数 (hidden)、一个将输入映射到状态维度的线性层 (linear) 和一个将状态维度映射回输出维度的线性层 (output)。
  • forward 方法是选择性状态空间模型的前向传播过程:
    • 通过线性层和隐藏状态计算新的状态,并应用 tanh 激活函数。
    • 将状态通过线性层映射回输出维度。
    • 返回输出。

结论

通过对上述代码的解释,我们可以看到 Mamba 模型如何结合选择性状态空间模型与卷积层来实现高效的序列建模。残差块和归一化层的使用有助于稳定训练并提高模型性能。这些设计选择充分体现了论文中所提到的改进和优化方法,旨在解决 Transformer 的计算效率问题,同时在多种模态下保持优异的性能。

  1. @staticmethod
  2. def from_pretrained(pretrained_model_name: str):
  3. """Load pretrained weights from HuggingFace into model.
  4. Args:
  5. pretrained_model_name: One of
  6. * 'state-spaces/mamba-2.8b-slimpj'
  7. * 'state-spaces/mamba-2.8b'
  8. * 'state-spaces/mamba-1.4b'
  9. * 'state-spaces/mamba-790m'
  10. * 'state-spaces/mamba-370m'
  11. * 'state-spaces/mamba-130m'
  12. Returns:
  13. model: Mamba model with weights loaded
  14. """
  15. from transformers.utils import WEIGHTS_NAME, CONFIG_NAME
  16. from transformers.utils.hub import cached_file
  17. def load_config_hf(model_name):
  18. resolved_archive_file = cached_file(model_name, CONFIG_NAME,
  19. _raise_exceptions_for_missing_entries=False)
  20. return json.load(open(resolved_archive_file))
  21. def load_state_dict_hf(model_name, device=None, dtype=None):
  22. resolved_archive_file = cached_file(model_name, WEIGHTS_NAME,
  23. _raise_exceptions_for_missing_entries=False)
  24. return torch.load(resolved_archive_file, weights_only=True, map_location='cpu', mmap=True)
  25. config_data = load_config_hf(pretrained_model_name)
  26. args = ModelArgs(
  27. d_model=config_data['d_model'],
  28. n_layer=config_data['n_layer'],
  29. vocab_size=config_data['vocab_size']
  30. )
  31. model = Mamba(args)
  32. state_dict = load_state_dict_hf(pretrained_model_name)
  33. new_state_dict = {}
  34. for key in state_dict:
  35. new_key = key.replace('backbone.', '')
  36. new_state_dict[new_key] = state_dict[key]
  37. model.load_state_dict(new_state_dict)
  38. return model

逐行解释

总结

这个 from_pretrained 静态方法的主要功能是从 HuggingFace 预训练模型库中加载预训练的模型配置和权重,并将其应用到 Mamba 模型中。具体步骤如下:

  1. @staticmethod

    • 定义一个静态方法,表示该方法不需要访问实例或类属性。
  2. def from_pretrained(pretrained_model_name: str):

    • 定义 from_pretrained 方法,接收一个预训练模型名称的字符串参数 pretrained_model_name
  3. """Load pretrained weights from HuggingFace into model.

    • 方法的文档字符串,描述方法的功能:从 HuggingFace 加载预训练权重到模型中。
  4. Args:

    • 文档字符串中的参数部分。
  5. pretrained_model_name: One of

    • 列出可选的预训练模型名称。
  6. * 'state-spaces/mamba-2.8b-slimpj'

    • 继续列出可选的预训练模型名称(多个选项)。
  7. Returns:

    • 文档字符串中的返回值部分。
  8. model: Mamba model with weights loaded

    • 返回值的描述:加载了权重的 Mamba 模型。
  9. from transformers.utils import WEIGHTS_NAME, CONFIG_NAME

    • 从 transformers.utils 导入 WEIGHTS_NAME 和 CONFIG_NAME 常量。
  10. from transformers.utils.hub import cached_file

    • 从 transformers.utils.hub 导入 cached_file 函数。
  11. def load_config_hf(model_name):

    • 定义内部函数 load_config_hf,用于加载模型配置。
  12. resolved_archive_file = cached_file(model_name, CONFIG_NAME,

    • 使用 cached_file 函数获取配置文件的路径。
  13. _raise_exceptions_for_missing_entries=False)

    • 设置选项,如果缺少条目则不引发异常。
  14. return json.load(open(resolved_archive_file))

    • 打开配置文件并加载 JSON 数据。
  15. def load_state_dict_hf(model_name, device=None, dtype=None):

    • 定义内部函数 load_state_dict_hf,用于加载模型权重。
  16. resolved_archive_file = cached_file(model_name, WEIGHTS_NAME,

    • 使用 cached_file 函数获取权重文件的路径。
  17. _raise_exceptions_for_missing_entries=False)

    • 设置选项,如果缺少条目则不引发异常。
  18. return torch.load(resolved_archive_file, weights_only=True, map_location='cpu', mmap=True)

    • 使用 torch.load 加载权重文件,只加载权重部分,并映射到 CPU。
  19. config_data = load_config_hf(pretrained_model_name)

    • 调用 load_config_hf 函数加载配置数据。
  20. args = ModelArgs(

    • 使用加载的配置数据初始化 ModelArgs 对象。
  21. d_model=config_data['d_model'],

    • 从配置数据中获取 d_model 参数并赋值。
  22. n_layer=config_data['n_layer'],

    • 从配置数据中获取 n_layer 参数并赋值。
  23. vocab_size=config_data['vocab_size']

    • 从配置数据中获取 vocab_size 参数并赋值。
  24. )

    • 结束 ModelArgs 对象的初始化。
  25. model = Mamba(args)

    • 使用 args 参数创建 Mamba 模型实例。
  26. state_dict = load_state_dict_hf(pretrained_model_name)

    • 调用 load_state_dict_hf 函数加载模型的状态字典(权重)。
  27. new_state_dict = {}

    • 创建一个新的空字典 new_state_dict,用于存储处理后的状态字典。
  28. for key in state_dict:

    • 遍历 state_dict 中的每个键。
  29. new_key = key.replace('backbone.', '')

    • 将键中的 'backbone.' 前缀替换为空字符串。
  30. new_state_dict[new_key] = state_dict[key]

    • 将处理后的键和值存入 new_state_dict
  31. model.load_state_dict(new_state_dict)

    • 使用处理后的 new_state_dict 加载模型的状态字典。
  32. return model

    • 返回加载了预训练权重的 Mamba 模型。
  33. 使用 cached_file 函数分别获取模型的配置文件和权重文件。
  34. 加载配置文件并使用其内容初始化 ModelArgs 对象。
  35. 基于 ModelArgs 对象创建 Mamba 模型实例。
  36. 加载权重文件并处理状态字典中的键,以适配当前模型的命名规范。
  37. 将处理后的状态字典加载到模型中。
  38. 返回加载了预训练权重的 Mamba 模型。

  1. class ResidualBlock(nn.Module):
  2. def __init__(self, args: ModelArgs):
  3. """Simple block wrapping Mamba block with normalization and residual connection."""
  4. super().__init__()
  5. self.args = args
  6. self.mixer = MambaBlock(args)
  7. self.norm = RMSNorm(args.d_model)
  8. def forward(self, x):
  9. """
  10. Args:
  11. x: shape (b, l, d) (See Glossary at top for definitions of b, l, d_in, n...)
  12. Returns:
  13. output: shape (b, l, d)
  14. Official Implementation:
  15. Block.forward(), https://github.com/state-spaces/mamba/blob/main/mamba_ssm/modules/mamba_simple.py#L297
  16. Note: the official repo chains residual blocks that look like
  17. [Add -> Norm -> Mamba] -> [Add -> Norm -> Mamba] -> [Add -> Norm -> Mamba] -> ...
  18. where the first Add is a no-op. This is purely for performance reasons as this
  19. allows them to fuse the Add->Norm.
  20. We instead implement our blocks as the more familiar, simpler, and numerically equivalent
  21. [Norm -> Mamba -> Add] -> [Norm -> Mamba -> Add] -> [Norm -> Mamba -> Add] -> ....
  22. """
  23. output = self.mixer(self.norm(x)) + x
  24. return output

这里是对提供的Python代码片段中的ResidualBlock类的逐行解释,该类是Mamba模型架构的一部分:

类定义和构造函数

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  1. class ResidualBlock(nn.Module):
  • 描述:这行代码定义了一个新的类ResidualBlock,继承自nn.Modulenn.Module是PyTorch中所有神经网络模块的基类,任何自定义模块都应该扩展它。

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def __init__(self, args: ModelArgs):
  • 描述:这是ResidualBlock的构造函数。它接受一个参数args,预期是ModelArgs的一个实例,这是一个类,它可能包含模型的配置参数。

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  1. """Simple block wrapping Mamba block with normalization and residual connection."""
  2. super().__init__()
  • 描述:调用父类(nn.Module)的构造函数。这是必须的,以正确初始化PyTorch模块。

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    self.args = args
  • 描述:将传递的args存储在一个实例变量中,以便可能在块中使用。

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    self.mixer = MambaBlock(args)
  • 描述:创建一个MambaBlock的实例,传递argsMambaBlock可能是Mamba模型的一个关键组件,用于处理输入数据。

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    self.norm = RMSNorm(args.d_model)
  • 描述:初始化一个RMS规范化层(RMSNorm)。args.d_model指定了模型嵌入的维度,规范化层将使用这个维度。

前向方法

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def forward(self, x):
  • 描述:定义了ResidualBlock前向传播。x是传入块的输入张量

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  1. """
  2. Args:
  3. x: shape (b, l, d) (See Glossary at top for definitions of b, l, d_in, n...)
  4. Returns:
  5. output: shape (b, l, d)
  6. """
  • 描述:这个文档字符串提供了前向方法的输入和输出形状的信息。b表示批次大小,l表示序列长度,d表示特征维度。

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    output = self.mixer(self.norm(x)) + x
  • 描述:首先将规范化层应用于x,然后将规范化后的数据输入到MambaBlockself.mixer)。MambaBlock的输出随后被添加到原始输入x上,形成一个残差连接。这是深度学习中常用的技术,有助于梯度通过深层网络并缓解梯度消失问题。

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    return output
  • 描述:返回输出张量,其形状与输入张量(b, l, d)相同。

附加说明

  • 官方实现的评论提供了关于操作顺序实现块的不同方式的见解。虽然官方仓库可能使用不同的顺序出于性能原因,此实现使用了更熟悉的模式[Norm -> Mamba -> Add]。这种模式不仅更简单,而且在数值上等同于官方仓库中使用的模式,展示了基于框架能力和性能优化的实现方法的灵活性。
  1. class MambaBlock(nn.Module):
  2. def __init__(self, args: ModelArgs):
  3. """A single Mamba block, as described in Figure 3 in Section 3.4 in the Mamba paper [1]."""
  4. super().__init__()
  5. self.args = args
  6. self.in_proj = nn.Linear(args.d_model, args.d_inner * 2, bias=args.bias)
  7. self.conv1d = nn.Conv1d(
  8. in_channels=args.d_inner,
  9. out_channels=args.d_inner,
  10. bias=args.conv_bias,
  11. kernel_size=args.d_conv,
  12. groups=args.d_inner,
  13. padding=args.d_conv - 1,
  14. )
  15. # x_proj takes in `x` and outputs the input-specific Δ, B, C
  16. self.x_proj = nn.Linear(args.d_inner, args.dt_rank + args.d_state * 2, bias=False)
  17. # dt_proj projects Δ from dt_rank to d_in
  18. self.dt_proj = nn.Linear(args.dt_rank, args.d_inner, bias=True)
  19. A = repeat(torch.arange(1, args.d_state + 1), 'n -> d n', d=args.d_inner)
  20. self.A_log = nn.Parameter(torch.log(A))
  21. self.D = nn.Parameter(torch.ones(args.d_inner))
  22. self.out_proj = nn.Linear(args.d_inner, args.d_model, bias=args.bias)
  23. def forward(self, x):
  24. """Mamba block forward. This looks the same as Figure 3 in Section 3.4 in the Mamba paper [1].
  25. Args:
  26. x: shape (b, l, d) (See Glossary at top for definitions of b, l, d_in, n...)
  27. Returns:
  28. output: shape (b, l, d)
  29. Official Implementation:
  30. class Mamba, https://github.com/state-spaces/mamba/blob/main/mamba_ssm/modules/mamba_simple.py#L119
  31. mamba_inner_ref(), https://github.com/state-spaces/mamba/blob/main/mamba_ssm/ops/selective_scan_interface.py#L311
  32. """
  33. (b, l, d) = x.shape
  34. x_and_res = self.in_proj(x) # shape (b, l, 2 * d_in)
  35. (x, res) = x_and_res.split(split_size=[self.args.d_inner, self.args.d_inner], dim=-1)
  36. x = rearrange(x, 'b l d_in -> b d_in l')
  37. x = self.conv1d(x)[:, :, :l]
  38. x = rearrange(x, 'b d_in l -> b l d_in')
  39. x = F.silu(x)
  40. y = self.ssm(x)
  41. y = y * F.silu(res)
  42. output = self.out_proj(y)
  43. return output

这里继续逐行解释代码,其中定义了MambaBlock这个类,这个类是Mamba模型架构的一个组件:

类定义和构造函数

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  1. class MambaBlock(nn.Module):
  • 描述:定义了一个名为MambaBlock的类,继承自nn.Module。这是PyTorch中所有神经网络模块的基类。

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def __init__(self, args: ModelArgs):
  • 描述:这是MambaBlock的构造函数。它接受一个名为args的参数,该参数应是ModelArgs的实例,用于存储模型配置参数。

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  1. """A single Mamba block, as described in Figure 3 in Section 3.4 in the Mamba paper [1]."""
  2. super().__init__()
  • 描述:调用父类nn.Module的构造函数,以正确初始化PyTorch模块。

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    self.args = args
  • 描述:将传递的args保存在实例变量中。

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    self.in_proj = nn.Linear(args.d_model, args.d_inner * 2, bias=args.bias)
  • 描述:初始化一个全连接层(nn.Linear),用于将输入从模型维度d_model投影到内部维度的两倍d_inner * 2。是否使用偏置由args.bias决定。

1D 卷积层

python

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  1. self.conv1d = nn.Conv1d(
  2. in_channels=args.d_inner,
  3. out_channels=args.d_inner,
  4. bias=args.conv_bias,
  5. kernel_size=args.d_conv,
  6. groups=args.d_inner,
  7. padding=args.d_conv - 1,
  8. )
  • 描述:初始化一个1D卷积层,输入和输出通道数为d_inner,使用分组卷积,每个通道独立处理,核大小为d_conv,填充为d_conv - 1以保持长度不变,args.conv_bias决定是否使用偏置。

额外的线性层

python

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    self.x_proj = nn.Linear(args.d_inner, args.dt_rank + args.d_state * 2, bias=False)
  • 描述:初始化一个线性层,从d_inner维度映射到dt_rank + d_state * 2,不使用偏置。这个层用于生成特定输入的Δ, B, C。

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    self.dt_proj = nn.Linear(args.dt_rank, args.d_inner, bias=True)
  • 描述:初始化一个线性层,将维度从dt_rank映射回d_inner,使用偏置。

参数初始化

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  1. A = repeat(torch.arange(1, args.d_state + 1), 'n -> d n', d=args.d_inner)
  2. self.A_log = nn.Parameter(torch.log(A))
  3. self.D = nn.Parameter(torch.ones(args.d_inner))
  • 描述:初始化矩阵A和向量D作为模型参数。A是从1到d_state+1的序列,重复d_inner次,然后取对数并设置为可训练参数。D初始化为全1向量,并设置为可训练参数。

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    self.out_proj = nn.Linear(args.d_inner, args.d_model, bias=args.bias)
  • 描述:初始化一个线性层,用于将内部维度d_inner映射回模型的输出维度d_model。是否使用偏置由args.bias决定。

前向传播方法

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def forward(self, x):
  • 描述:定义了MambaBlock的前向传播方法。x是输入张量。

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  1. (b, l, d) = x.shape
  • 描述:解包输入张量的形状,其中b是批量大小,l是序列长度,d是特征维度。

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    x_and_res = self.in_proj(x)  # shape ((b, l, 2 * d_inner)
  • 描述:将输入x通过in_proj全连接层进行转换,输出维度变为2 * d_inner,这允许将数据分为两部分,通常用于不同的处理目的。

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    (x, res) = x_and_res.split(split_size=[self.args.d_inner, self.args.d_inner], dim=-1)
  • 描述:将x_and_res沿最后一个维度分割为两个部分xres,每部分都有d_inner的维度。

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    x = rearrange(x, 'b l d_in -> b d_in l')
  • 描述:使用rearrange函数改变x的形状以适应卷积层的期望输入格式,即(batch_size, channels, length)。

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    x = self.conv1d(x)[:, :, :l]
  • 描述:将变换后的x输入到1D卷积层conv1d,之后对输出进行切片操作以匹配原始输入的长度。

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    x = rearrange(x, 'b d_in l -> b l d_in')
  • 描述:再次使用rearrange函数将卷积输出转换回原始的(batch, length, channels)格式。

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  1. x = F.silu(x)
  • 描述:对卷积层的输出应用SiLU(也称为Swish)激活函数,这是一种非线性激活函数,有助于引入非线性特性以处理复杂的数据关系。

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    y = self.ssm(x)
  • 描述:将激活后的x输入到某个状态空间模型(SSM)中进行进一步处理。这里的self.ssm似乎没有在构造函数中定义,可能是一个遗漏或者假设外部已定义。

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    y = y * F.silu(res)
  • 描述:将状态空间模型的输出与res经过SiLU激活函数后的结果相乘,这可能是为了合并两种不同的信息流,增强模型的表达能力。

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    output = self.out_proj(y)
  • 描述:最终将y通过一个全连接层out_proj进行转换,从d_inner维度映射回原始的d_model维度。

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    return output
  • 描述:返回从MambaBlock处理后的输出,其形状为(batch_size, sequence_length, d_model),与输入x形状相同。

通过这个详细解释,我们可以看到MambaBlock如何将输入数据通过一个复杂的处理流水线转化,涉及线性变换、卷积处理、激活函数,以及可能的状态空间模型处理,最终输出处理后的数据。这是深度学习中常见的一个模块化处理方式,有助于处理和学习序列数据中的复杂模式。

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