Transformers documentation

Dilated Neighborhood Attention Transformer

You are viewing main version, which requires installation from source. If you'd like regular pip install, checkout the latest stable version (v5.22.1).
Hugging Face's logo
Join the Hugging Face community

and get access to the augmented documentation experience

to get started

이 모델은 2022-09-29에 HF papers에 게시되었으며, 2022-11-18에 Hugging Face Transformers에 기여되었습니다.

Dilated Neighborhood Attention Transformer

개요

DiNAT는 Ali Hassani와 Humphrey Shi가 Dilated Neighborhood Attention Transformer에서 제안했습니다.

NAT에 Dilated Neighborhood Attention 패턴을 추가하여 글로벌 컨텍스트를 포착하도록 확장했으며, 이를 통해 상당한 성능 향상을 보여줍니다.

해당 논문의 초록은 다음과 같습니다:

Transformers는 다양한 모달리티, 도메인, 작업을 아우르는 가장 광범위하게 적용되는 딥러닝 아키텍처 중 하나로 빠르게 자리 잡고 있습니다. 비전 분야에서는 평범한 transformer에 대한 지속적인 노력과 함께, 기존 프레임워크에 쉽게 통합할 수 있고 성능이 뛰어나다는 점에서 계층적 transformer도 상당한 주목을 받고 있습니다. 이러한 모델은 일반적으로 슬라이딩 윈도우 Neighborhood Attention(NA)이나 Swin Transformer의 Shifted Window Self Attention과 같은 로컬화 된 어텐션 메커니즘을 사용합니다. 이러한 방식은 셀프 어텐션의 2차 복잡도를 줄이는 데 효과적이지만, 셀프 어텐션의 가장 바람직한 두 가지 특성인 장거리 상호의존성 모델링과 전역 수용장을 약화시킵니다. 본 논문에서는 NA의 자연스럽고 유연하며 효율적인 확장인 Dilated Neighborhood Attention(DiNA)을 소개합니다. DiNA는 추가 비용 없이 더 넓은 전역 컨텍스트를 포착하고 수용장을 지수적으로 확장할 수 있습니다. NA의 로컬 어텐션과 DiNA의 희소 전역 어텐션은 서로를 보완하므로, 이 둘을 기반으로 한 새로운 계층적 비전 transformer인 Dilated Neighborhood Attention Transformer(DiNAT)를 제안합니다. DiNAT 변형 모델은 NAT, Swin, ConvNeXt와 같은 강력한 베이스라인 대비 상당한 성능 향상을 보입니다. 우리의 대형 모델은 COCO 객체 탐지에서 Swin 대비 1.5% box AP, COCO 인스턴스 분할에서 1.3% mask AP, ADE20K 의미론적 분할에서 1.1% mIoU로 앞서는 동시에 더 빠른 속도를 자랑합니다. 새로운 프레임워크와 결합된 우리의 대형 변형 모델은 COCO(58.2 PQ)와 ADE20K(48.5 PQ)에서 새로운 최첨단(SOTA) 팬옵틱 분할 모델이며, Cityscapes(44.5 AP)와 ADE20K(35.4 AP)에서 인스턴스 분할 모델입니다(추가 데이터 없음). 또한 ADE20K(58.2 mIoU)에서 최첨단 전문 의미론적 분할 모델과 동등한 성능을 보이며, Cityscapes(84.5 mIoU)에서 2위를 기록합니다(추가 데이터 없음).

drawing Neighborhood Attention with different dilation values. Taken from the original paper.

이 모델은 Ali Hassani님이 기여했습니다. 원본 코드는 여기에서 찾을 수 있습니다.

사용 팁

DiNAT는 backbone으로 사용할 수 있습니다. output_hidden_states = True인 경우, hidden_states와 reshaped_hidden_states를 모두 출력합니다. reshaped_hidden_states의 shape은 (batch_size, height, width, num_channels)가 아니라 (batch, num_channels, height, width)입니다.

참고:

  • DiNAT는 NATTEN의 Neighborhood Attention 및 Dilated Neighborhood Attention 구현에 의존합니다. Linux용 사전 빌드된 wheels를 사용하여 설치하려면 shi-labs.com/natten을 참고하거나, pip install natten을 실행하여 시스템에서 빌드할 수 있습니다. 후자의 경우 컴파일에 상당한 시간이 소요될 수 있습니다. NATTEN은 아직 Windows 장치를 지원하지 않습니다.
  • 현재 4의 Patch size만 지원됩니다.

리소스

DiNAT 시작을 돕기 위한 공식 Hugging Face 및 커뮤니티(🌎로 표시) 리소스 목록입니다.

Image Classification

여기에 포함할 리소스를 제출하고 싶으시면 Pull Request를 열어 주시면 검토하겠습니다! 기존 리소스와 중복되지 않고 새로운 것을 보여주는 것이 이상적입니다.

DinatConfig

클래스 transformers.DinatConfig

< >

( transformers_version: str | None = Nonearchitectures: list[str] | None = Noneoutput_hidden_states: bool | None = Falsereturn_dict: bool | None = Truedtype: str | torch.dtype | None = Nonechunk_size_feed_forward: int = 0is_encoder_decoder: bool = Falseid2label: dict[int, str] | dict[str, str] | None = Nonelabel2id: dict[str, int] | dict[str, str] | None = Noneproblem_type: Literal['regression', 'single_label_classification', 'multi_label_classification'] | None = Nonepatch_size: int | list[int] | tuple[int, int] = 4num_channels: int = 3embed_dim: int = 64depths: list[int] | tuple[int, ...] = (3, 4, 6, 5)num_heads: list[int] | tuple[int, ...] = (2, 4, 8, 16)kernel_size: int = 7dilations: list | tuple | None = Nonemlp_ratio: float = 3.0qkv_bias: bool = Truehidden_dropout_prob: float | int = 0.0attention_probs_dropout_prob: float | int = 0.0drop_path_rate: float | int = 0.1hidden_act: str = 'gelu'initializer_range: float = 0.02layer_norm_eps: float = 1e-05layer_scale_init_value: float = 0.0_out_features: list[str] | None = None_out_indices: list[int] | None = None )

매개변수

  • patch_size (Union[int, list[int], tuple[int, int]], 선택 사항, 기본값 4) — 각 패치의 크기(해상도)입니다.
  • num_channels (int, 선택 사항, 기본값 3) — 입력 채널의 수입니다.
  • embed_dim (int, 선택 사항, 기본값 64) — 임베딩 및 숨겨진 상태의 차원입니다.
  • depths (Union[list[int], tuple[int, ...]], 선택 사항, 기본값 (3, 4, 6, 5)) — Transformer의 각 레이어 깊이.
  • num_heads (Union[list[int], tuple[int, ...]], 선택 사항, 기본값 (2, 4, 8, 16)) — Transformer decoder의 각 attention layer에 사용할 attention head의 수입니다.
  • kernel_size (int, 선택 사항, 기본값 7) — 합성곱 커널의 크기입니다.
  • dilations (list[list[int]], 선택 사항, 기본값 [[1, 8, 1], [1, 4, 1, 4], [1, 2, 1, 2, 1, 2], [1, 1, 1, 1, 1]]) — Transformer 인코더의 각 NA 레이어의 dilation 값입니다.
  • mlp_ratio (float, 선택 사항, 기본값 3.0) — MLP 은닉 차원과 임베딩 차원의 비율입니다.
  • qkv_bias (bool, 선택 사항, 기본값 True) — 쿼리, 키, 값에 bias를 추가할지 여부.
  • hidden_dropout_prob (Union[float, int], 선택 사항, 기본값 0.0) — 임베딩, 인코더, 풀러의 모든 완전 연결 계층에 적용되는 드롭아웃 확률입니다.
  • attention_probs_dropout_prob (Union[float, int], 선택 사항, 기본값 0.0) — Attention 확률에 적용할 dropout 비율입니다.
  • drop_path_rate (Union[float, int], 선택 사항, 기본값 0.1) — 패치 융합에 사용할 드롭 패스 비율입니다.
  • hidden_act (str, 선택 사항, 기본값 gelu) — 디코더에서 사용되는 비선형 활성화 함수(함수 또는 문자열)입니다. 예를 들어, "gelu", "relu", "silu" 등이 있습니다.
  • initializer_range (float, 선택 사항, 기본값 0.02) — 모든 가중치 행렬을 초기화하는 truncated_normal_initializer의 표준 편차입니다.
  • layer_norm_eps (float, 선택 사항, 기본값 1e-05) — 레이어 정규화 레이어에서 사용되는 epsilon 값입니다.
  • layer_scale_init_value (float, 선택 사항, 기본값 0.0) — 자기 주의(self-attention) 레이어에서 사용할 스케일입니다. base 모델에는 0.1, large 모델에는 1e-6을 사용합니다. layer scale을 비활성화하려면 0으로 설정합니다.

이것은 DinatModel의 설정을 저장하기 위한 설정 클래스입니다. 지정된 인자에 따라 Dinat 모델을 초기화하여 모델 아키텍처를 정의하는 데 사용됩니다. 기본값으로 설정을 초기화하면 shi-labs/dinat-mini-in1k-224와 유사한 설정이 생성됩니다.

Configuration 객체는 PreTrainedConfig를 상속하며 모델 출력을 제어하는 데 사용할 수 있습니다. 자세한 내용은 PreTrainedConfig의 문서를 참고하세요.

예:

>>> from transformers import DinatConfig, DinatModel

>>> # Initializing a Dinat shi-labs/dinat-mini-in1k-224 style configuration
>>> configuration = DinatConfig()

>>> # Initializing a model (with random weights) from the shi-labs/dinat-mini-in1k-224 style configuration
>>> model = DinatModel(configuration)

>>> # Accessing the model configuration
>>> configuration = model.config

DinatModel

클래스 transformers.DinatModel

< >

( config: DinatConfigadd_pooling_layer = True )

매개변수

  • config (DinatConfig) — 모델의 모든 매개변수를 포함하는 모델 구성 클래스입니다. 구성 파일로 초기화하는 것은 모델과 관련된 가중치를 로드하지 않으며, 구성 정보만 로드합니다. 모델 가중치를 로드하려면 from_pretrained() 메서드를 확인하세요.
  • add_pooling_layer (bool, 선택 사항, 기본값 True) — pooling layer를 추가할지 여부

특정 헤드가 위에 없는 상태의 Dinat 모델은 원시 hidden-states를 출력합니다.

이 모델은 PreTrainedModel에서 상속됩니다. 라이브러리가 모든 모델에 대해 구현하는 일반적 메서드(다운로드 또는 저장, 입력 임베딩 크기 조정, 헤드 프루닝 등)에 대한 세부 사항은 상위 클래스 문서를 확인하세요.

이 모델은 또한 PyTorch torch.nn.Module의 하위 클래스입니다. 일반적인 PyTorch Module처럼 사용하며, 일반적인 사용법 및 동작과 관련된 모든 사항은 PyTorch 문서를 참조하세요.

forward

< >

( pixel_values: typing.Optional[torch.Tensor] = Noneoutput_attentions: bool | None = Noneoutput_hidden_states: bool | None = Nonereturn_dict: bool | None = None**kwargs ) → DinatModelOutput or tuple(torch.Tensor)

매개변수

  • pixel_values (torch.Tensor, shape (batch_size, num_channels, image_size, image_size), 선택 사항) — 입력 이미지에 해당하는 텐서입니다. 픽셀 값은 ViTImageProcessor를 사용하여 얻을 수 있습니다. 자세한 내용은 ViTImageProcessor.call()를 참조하세요 (processor_class는 이미지 처리에 ViTImageProcessor를 사용합니다).
  • output_attentions (bool, 선택 사항) — 모든 attention 레이어의 attentions 텐서를 반환할지 여부. 자세한 내용은 반환 텐서 섹션의 attentions 항목을 참조하세요.
  • output_hidden_states (bool, 선택 사항) — 모든 레이어의 hidden states를 반환할지 여부입니다. 자세한 내용은 반환되는 텐서 중 hidden_states 항목을 참고하세요.
  • return_dict (bool, 선택) — 일반 튜플 대신 ModelOutput를 반환할지 여부.

반환값

DinatModelOutput 또는 tuple(torch.Tensor)

DinatModelOutput 또는 torch.Tensor의 튜플(return_dict=False가 전달되거나 config.return_dict=False인 경우)로, DinatConfig 및 입력에 따라 다양한 요소를 포함합니다.

DinatModel의 forward 메서드는 __call__ 특수 메서드를 오버라이드합니다.

이 함수 내에서 forward pass의 레시피를 정의해야 하지만, 이후에는 이 함수 대신 Module 인스턴스를 호출해야 합니다. 전자는 전처리 및 후처리 단계를 실행하는 것을 처리하는 반면, 후자는 이를 조용히 무시하기 때문입니다.

  • last_hidden_state (torch.Tensor, shape (batch_size, sequence_length, hidden_size), 선택 사항) — 모델의 마지막 레이어 출력에서 생성된 hidden-state 시퀀스입니다.

  • pooler_output (torch.Tensor, shape (batch_size, hidden_size), 선택 사항, add_pooling_layer=True가 전달될 때 반환됨) — 마지막 레이어 hidden-state의 평균 풀링.

  • hidden_states (tuple[torch.Tensor, ...], 선택 사항, output_hidden_states=True가 전달되거나 config.output_hidden_states=True인 경우 반환됨) — torch.Tensor의 튜플(모델에 임베딩 레이어가 있는 경우 임베딩의 출력에 대한 것 1개 + 각 레이어의 출력에 대한 것 1개)로, 모양은 (batch_size, sequence_length, hidden_size)입니다.

    각 레이어의 출력에서 모델의 Hidden-states와 선택적 초기 임베딩 출력을 포함합니다.

  • attentions (tuple[torch.Tensor, ...], 선택 사항, output_attentions=True가 전달되었거나 config.output_attentions=True인 경우 반환됨) — 각 레이어마다 하나씩 포함된 torch.Tensor의 튜플로, 모양은 (batch_size, num_heads, sequence_length, sequence_length)입니다.

    self-attention 헤드에서 가중 평균을 계산하는 데 사용되는 attention softmax 이후의 attention 가중치.

  • reshaped_hidden_states (tuple(torch.Tensor), 선택 사항, output_hidden_states=True가 전달되거나 config.output_hidden_states=True인 경우 반환됨) — torch.Tensor의 튜플(임베딩 출력 1개 + 각 단계의 출력 1개)로, shape는 (batch_size, hidden_size, height, width)입니다.

    각 레이어의 출력에서 모델의 Hidden-states와 공간 차원을 포함하도록 재구성된 초기 임베딩 출력을 더한 값.

예:

DinatForImageClassification

class transformers.DinatForImageClassification

< >

( config: DinatConfig )

매개변수

  • config (DinatConfig) — 모델의 모든 매개변수를 포함하는 모델 구성 클래스입니다. 구성 파일로 초기화하는 것은 모델과 관련된 가중치를 로드하지 않으며, 구성 정보만 로드합니다. 모델 가중치를 로드하려면 from_pretrained() 메서드를 확인하세요.

Dinat Model은 최종 hidden state의 [CLS] 토큰 위에 선형 레이어를 올려놓은 이미지 분류 헤드를 갖춘 transformer 모델입니다. 예: ImageNet.

이 모델은 PreTrainedModel에서 상속됩니다. 라이브러리가 모든 모델에 대해 구현하는 일반적 메서드(다운로드 또는 저장, 입력 임베딩 크기 조정, 헤드 프루닝 등)에 대한 세부 사항은 상위 클래스 문서를 확인하세요.

이 모델은 또한 PyTorch torch.nn.Module의 하위 클래스입니다. 일반적인 PyTorch Module처럼 사용하며, 일반적인 사용법 및 동작과 관련된 모든 사항은 PyTorch 문서를 참조하세요.

forward

< >

( pixel_values: typing.Optional[torch.Tensor] = Nonelabels: typing.Optional[torch.LongTensor] = Noneoutput_attentions: bool | None = Noneoutput_hidden_states: bool | None = Nonereturn_dict: bool | None = None**kwargs ) → DinatImageClassifierOutput or tuple(torch.Tensor)

매개변수

  • pixel_values (torch.Tensor, shape (batch_size, num_channels, image_size, image_size), 선택 사항) — 입력 이미지에 해당하는 텐서입니다. 픽셀 값은 ViTImageProcessor를 사용하여 얻을 수 있습니다. 자세한 내용은 ViTImageProcessor.call()를 참조하세요 (processor_class는 이미지 처리에 ViTImageProcessor를 사용합니다).
  • labels (torch.LongTensor, shape (batch_size,), 선택 사항) — 이미지 분류/회귀 손실을 계산하는 데 사용되는 라벨입니다. 인덱스는 [0, ..., config.num_labels - 1] 범위에 있어야 합니다. config.num_labels == 1인 경우 회귀 손실(평균 제곱 오차)이 계산되고, config.num_labels > 1인 경우 분류 손실(교차 엔트로피)이 계산됩니다.
  • output_attentions (bool, 선택 사항) — 모든 attention 레이어의 attentions 텐서를 반환할지 여부. 자세한 내용은 반환 텐서 섹션의 attentions 항목을 참조하세요.
  • output_hidden_states (bool, 선택 사항) — 모든 레이어의 hidden states를 반환할지 여부입니다. 자세한 내용은 반환되는 텐서 중 hidden_states 항목을 참고하세요.
  • return_dict (bool, 선택) — 일반 튜플 대신 ModelOutput를 반환할지 여부.

반환값

DinatImageClassifierOutput 또는 tuple(torch.Tensor)

DinatImageClassifierOutput 또는 torch.Tensor의 튜플(return_dict=False가 전달되었거나 config.return_dict=False인 경우)로, 구성(DinatConfig)과 입력에 따라 다양한 요소를 포함합니다.

DinatForImageClassification의 forward 메서드는 __call__ 특수 메서드를 오버라이드합니다.

이 함수 내에서 forward pass의 레시피를 정의해야 하지만, 이후에는 이 함수 대신 Module 인스턴스를 호출해야 합니다. 전자는 전처리 및 후처리 단계를 실행하는 것을 처리하는 반면, 후자는 이를 조용히 무시하기 때문입니다.

  • loss (torch.Tensor, shape (1,), 선택 사항, labels이 제공될 때 반환됨) — 분류 (또는 config.num_labels==1인 경우 회귀) 손실.

  • logits (torch.Tensor, shape (batch_size, config.num_labels)) — SoftMax 적용 전 분류(또는 config.num_labels==1인 경우 회귀) 점수.

  • hidden_states (tuple[torch.Tensor, ...], 선택 사항, output_hidden_states=True가 전달되거나 config.output_hidden_states=True인 경우 반환됨) — torch.Tensor의 튜플(모델에 임베딩 레이어가 있는 경우 임베딩의 출력에 대한 것 1개 + 각 레이어의 출력에 대한 것 1개)로, 모양은 (batch_size, sequence_length, hidden_size)입니다.

    각 레이어의 출력에서 모델의 Hidden-states와 선택적 초기 임베딩 출력을 포함합니다.

  • attentions (tuple[torch.Tensor, ...], 선택 사항, output_attentions=True가 전달되었거나 config.output_attentions=True인 경우 반환됨) — 각 레이어마다 하나씩 포함된 torch.Tensor의 튜플로, 모양은 (batch_size, num_heads, sequence_length, sequence_length)입니다.

    self-attention 헤드에서 가중 평균을 계산하는 데 사용되는 attention softmax 이후의 attention 가중치.

  • reshaped_hidden_states (tuple(torch.Tensor), 선택 사항, output_hidden_states=True가 전달되거나 config.output_hidden_states=True인 경우 반환됨) — torch.Tensor의 튜플(임베딩 출력 1개 + 각 단계의 출력 1개)로, shape는 (batch_size, hidden_size, height, width)입니다.

    각 레이어의 출력에서 모델의 Hidden-states와 공간 차원을 포함하도록 재구성된 초기 임베딩 출력을 더한 값.

예:

>>> from transformers import AutoImageProcessor, DinatForImageClassification
>>> import torch
>>> from datasets import load_dataset

>>> dataset = load_dataset("huggingface/cats-image")
>>> image = dataset["test"]["image"][0]

>>> image_processor = AutoImageProcessor.from_pretrained("shi-labs/dinat-mini-in1k-224")
>>> model = DinatForImageClassification.from_pretrained("shi-labs/dinat-mini-in1k-224")

>>> inputs = image_processor(image, return_tensors="pt")

>>> with torch.no_grad():
...     logits = model(**inputs).logits

>>> # model predicts one of the 1000 ImageNet classes
>>> predicted_label = logits.argmax(-1).item()
>>> print(model.config.id2label[predicted_label])
...
Update on GitHub