当前位置:

首页 > 业界资讯 > 超越界限:基于位置编码的长度外推综述

超越界限:基于位置编码的长度外推综述

Air Explorer Pro
Air Explorer Pro

Air Explorer Pro是一款跨平台多网盘管理工具,可实现一站式完成不同网盘间文件的互传、搜索和同步等操作。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。

立即下载
¥99
Windows/macOS 2026-08-22
正版软件 Windows macOS软件 Pro 文件搜索工具 Pro下载 Pro正版软件 Pro购买

在自然语言处理领域,Transformer模型因其卓越的序列建模性能而备受关注。然而,由于其训练时限制了上下文长度,使得它及其基于此的大语言模型都无法有效地处理超过此长度限制的序列,这被称作“有效长度外推”能力的缺失。这导致大型语言模型在处理长文本时表现较差,甚至会出现无法处理的情况。为了解决这个问题,研究者们提出了一系列方法,例如截断式方法、分段式方法和层次式方法等。这些方法旨在通过一些技巧来提高模型的有效长度外推能力,从而使其能够更好地处理超长序列。虽然这些方法在一定程度上缓解了这个问题,但仍需要更多

本文目录

    在自然语言处理领域,Transformer 模型因其卓越的序列建模性能而备受关注。然而,由于其训练时限制了上下文长度,使得它及其基于此的大语言模型都无法有效地处理超过此长度限制的序列,这被称作“有效长度外推”能力的缺失。这导致大型语言模型在处理长文本时表现较差,甚至会出现无法处理的情况。为了解决这个问题,研究者们提出了一系列方法,例如截断式方法、分段式方法和层次式方法等。这些方法旨在通过一些技巧来提高模型的有效长度外推能力,从而使其能够更好地处理超长序列。虽然这些方法在一定程度上缓解了这个问题,但仍需要更多的研究来进一步提高模型的有效长度外推能力,以更好地适应实际应用场景的需求。

    文本续写和语言延展是人类语言能力的重要方面之一。在大模型时代,为了将模型的能力有效应用于长序列数据,长度外推成为了一种重要方法。这个问题的研究具有理论和实际的价值,因此相关工作不断涌现。同时,也需要一篇系统性的综述来概览这一领域,不断拓展语言模型的边界。

    哈尔滨工业大学的研究者从位置编码的角度出发,系统回顾了Transformer模型在长度外推方面的研究进展。研究者们主要关注可外推的位置编码以及基于这些编码的拓展方法,以增强Transformer模型的长度外推能力。

    Transformer的无限之路:位置编码视角下的长度外推综述

    论文链接:https://arxiv.org/abs/2312.17044

    可外推的位置编码

    由于 Transformer 模型本身无法捕获序列中每个词的位置信息,因此位置编码成为了一种常见的添加方式。位置编码可以分为绝对位置编码和相对位置编码两种类型。绝对位置编码通过向输入序列中每个单词添加一个位置向量来表示该单词在序列中的绝对位置信息。相对位置编码则是通过对每对不同位置的单词之间的相对距离进行编码。这两种编码方式都可以将序列中的元素顺序信息融入到 Transformer 模型中,提升模型的性能。

    Transformer的无限之路:位置编码视角下的长度外推综述

    鉴于现有研究显示该分类对模型的外推能力至关重要,我们将根据此分类对本节内容进行划分。

    绝对位置编码

    在原始的 Transformer 论文中,位置编码是通过正弦和余弦函数生成的,这种方法虽然被证明不能很好地外推,但作为 Transformer 的第一个 PE,正弦 APE 对之后的 PE 产生了深远的影响。

    为了增强 Transformer 模型的外推能力,研究人员要么通过随机位移将位移不变性融入正弦 APE 中,要么生成随位置平滑变化的位置嵌入并期望模型能够学会推断这一变化函数。基于这些思想的方法展现出比正弦 APE 更强的外推能力,但仍无法达到 RPE 的水平。原因之一是,APE 将不同的位置映射到不同的位置嵌入,外推意味着模型必须推断出不曾见过的位置嵌入。然而,这对于模型来说是一项艰巨的任务。因为在广泛的预训练过程中重复出现的位置嵌入数量有限,特别是在 LLM 的情况下,模型极易对这些位置编码过拟合。

    相对位置编码

    由于 APE 在长度外推上的表现难以令人满意,而 RPE 天然地由于其位移不变性具备更好的外推能力,并且人们普遍认为上下文中单词的相对顺序更重要。近年来,RPE 已成为编码位置信息的主要方法。

    早期的 RPE 来自于对正弦位置编码的简单修改,并常常结合裁剪或分箱策略来避免出现分布外的位置嵌入,这些策略被认为有利于外推。此外,由于 RPE 解耦了位置和位置表示之间的一对一对应关系,因此将偏差项直接添加到注意力公式中成为将位置信息集成到 Transformer 中的一种可行甚至更好的方法。这种方法要简单得多,并且自然地解开了值(value)向量和位置信息的纠缠。然而,尽管这些偏置方法具有很强的外推性,但它们无法表示 RoPE(Rotary Position Embedding,旋转位置编码)中那样复杂的距离函数。因此,尽管 RoPE 的外推性较差,但由于其优异的综合性能,成为近来 LLMs 最主流的的位置编码。论文中介绍的全部可外推 PE 如表 1 所示。

    Transformer的无限之路:位置编码视角下的长度外推综述

    大模型时代的外推方法

    为了增强 LLMs 的长度外推能力,研究者们基于现有的位置编码提出了多种方法,主要分为位置插值(Position Interpolation)和随机化位置编码(Randomized Position Encoding)两大类别。

    位置插值方法

    位置插值方法通过在推理时对位置编码进行缩放,使得原本超出模型训练长度的位置编码在插值后落入已训练位置区间。由于其卓越的外推性能和极低的开销,位置插值方法引起了研究界的广泛兴趣。此外,与其他外推方法不同,位置插值方法已经广泛出现在开源模型中,例如 Code Llama、Qwen-7B 和 Llama2。然而,目前的插值方法仅仅关注 RoPE,如何通过插值使采用其他 PE 的 LLM 具备更好的外推能力仍需探索。

    随机化位置编码

    简单来说,随机化 PE 只是通过在训练期间引入随机位置来将预训练的上下文窗口与较长的推理长度解耦,从而提高了较长上下文窗口中所有位置的曝光度。值得注意的是,随机化 PE 的思想与位置插值方法有很大不同,前者旨在使模型在训练过程中观察到所有可能的位置,而后者试图在推理过程中对位置进行插值,使它们落入既定的位置范围内。出于同样的原因,位置插值方法大多是即插即用的,而随机化 PE 通常需要进一步微调,这使得位置插值更具吸引力。然而,这两类方法并不互斥,因此可以结合它们来进一步增强模型的外推能力。

    挑战与未来方向

    评测与基准数据集:在早期研究中,对 Transformer 外推能力的评估来自各下游任务的性能评价指标,如机器翻译的 BLEU;随着 T5、GPT2 等语言模型逐渐统一自然语言处理任务,语言建模所使用的困惑度成为外推的评价指标。然而,最新的研究已经表明困惑度无法揭示下游任务的性能表现,因而亟需专用的基准数据集与评测指标来推动长度外推领域的进一步发展。

    理论解释:目前的长度外推相关工作大都是实证性的,尽管有一些解释模型成功外推的初步尝试,但坚实的理论基础仍未建立,究竟有哪些因素影响且如何影响长度外推性能仍然是一个悬而未决的问题。

    其他方法:正如本文所述,现有的长度外推工作大多集中在位置编码视角下,但不难理解,长度外推需要系统性设计。位置编码是其中一个关键的组成部分,但绝非唯一的组成部分,更广阔的视野将进一步为这一问题带来激励。

    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    业界资讯 AI
    相关文章 更多
    码上飞电脑版快速访问:官方书签与网页入口管理
    码上飞电脑版快速访问:官方书签与网页入口管理

    码上飞电脑版可把https://www.codeflying.net/保存为Chrome书签,通过书签栏或管理器直接访问。本文演示添加书签、文件夹与单项管理,并说明起始页面的可选设置、旧链接检查和登录限制,避免把访问快捷方式误认为自动登录。

    码上飞登录反复失效怎么办:站点数据与会话检查
    码上飞登录反复失效怎么办:站点数据与会话检查

    码上飞登录反复失效时,先确认账号验证完成,并检查浏览器是否限制网站数据或退出时自动删除。本文按第三方Cookie、站点例外、设备端数据和单站清理的顺序排查,说明清理会退出账号及删除离线数据,适用于电脑Chrome。

    码上飞网页空白怎么办:浏览器脚本与站点权限排查
    码上飞网页空白怎么办:浏览器脚本与站点权限排查

    码上飞网页空白先检查网址、网络和刷新结果,再依次核对Chrome的JavaScript、站点权限与扩展拦截。本文给出当前中文设置路径、仅为官网设例外的方法,以及图片缺失和浏览器版本检查,避免一开始就清除全部数据或重置浏览器。

    码上飞帮助文档怎么进入:官方教程与问题查找
    码上飞帮助文档怎么进入:官方教程与问题查找

    码上飞帮助文档可从官网顶部或首页底部的帮助文档进入,官方链接指向码上飞帮助中心。本文说明如何按新手入门、常见问题及部署相关主题定位内容,区分文档平台登录与码上飞账号,并提供入口打不开时的处理方法。

    码上飞我的权益在哪里查看:额度与会员信息核对
    码上飞我的权益在哪里查看:额度与会员信息核对

    码上飞我的权益位于工作区侧栏,个人额度需在正确账号下查看;首页定价用于对比公开会员方案。本文区分会员能力、积分与邀请奖励,说明如何查看奖励记录及有效期,避免把公开套餐、默认数字或邀请列表当作本人权益已到账。

    码上飞账号设置与账单入口:如何核对真实登录状态
    码上飞账号设置与账单入口:如何核对真实登录状态

    码上飞账号设置与账单从工作区侧栏的设置和账单进入,账单、API服务与积分明细用途不同。本文说明如何核对本人身份、识别公开页面的默认显示,以及查看明细时应注意的字段,避免把空记录或默认积分当成真实账户结果。

    码上飞我的应用在哪里:搜索与发布状态筛选
    码上飞我的应用在哪里:搜索与发布状态筛选

    码上飞我的应用位于工作区侧栏,进入后可按全部、已发布、未发布筛选,并通过搜索应用查找项目。本文说明空列表的判断顺序、账号核对和筛选恢复方法,避免把未登录或筛选无结果误认为项目删除,适用于电脑网页。

    码上飞如何创建新应用:从需求描述进入开发流程
    码上飞如何创建新应用:从需求描述进入开发流程

    码上飞创建新应用可从工作区侧栏进入创建新应用,在需求框写清目标、使用者、数据和主要操作,再检查账号与额度后点击立即开发。本文说明如何组织首轮需求、区分新建与继续已有项目,以及未登录或按钮不可用时的处理。

    码上飞应用广场怎么用:分类筛选与案例预览
    码上飞应用广场怎么用:分类筛选与案例预览

    码上飞应用广场可从官网/my-home进入,先按用途选择分类,再用应用名称或功能关键词搜索。本文说明个人工具、企业服务、记账类结果和无结果状态的区别,以及预览、复制与个人应用归属的边界,适用于电脑网页端。

    码上飞邮箱注册教程:密码要求与首次验证流程
    码上飞邮箱注册教程:密码要求与首次验证流程

    码上飞邮箱注册从官网/register进入,填写本人邮箱、符合要求的密码和确认密码后,按继续进入后续验证。本文核对当前密码长度与组合条件,说明首次验证的完成判断、与手机号登录的区别,以及表单不能继续时的检查方法。

    查看更多
    精品专题 更多
    装机必备
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows
    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程
    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    Mac软件 更多
    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    Aperty macOS版
    Aperty macOS版
    macOS

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    WINDOWS 更多
    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版
    Windows/ macOS/ Linux

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    PixTV 网页版
    PixTV 网页版
    Windows

    PixTV 是一款在浏览器中使用的 AI 视觉内容创作平台,提供图片、视频、音频、文字生成、AI 分镜、局部重绘、提示词反推和无限画布等工具,适合短剧、漫剧、广告及社交媒体内容制作。

    即将离开本站
    您即将前往第三方网站,请确认是否继续?