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大規模言語モデルQiita 機械学習掲載日時: 2026年10月18日 22:00

入力の表現から予測を作る3構成を整理

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入力の表現から予測を作る3構成を整理

3つのポイント

  1. 何が起きたか

    符号化した入力を予測に変換する3方式を比較。pooling、各入力要素に共有ヘッドを適用する方式、cross-attentionを用いる出力クエリがある。各出力が情報をどこで集めるかが主な違いである。

  2. なぜ重要か

    出力の意味から出発点を選べる。入力全体の予測にはpooling、要素ごとの予測には共有ヘッド、入力と異なる単位の出力には出力クエリが適する。出力クエリが他を自動的に上回るわけではない。

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背景と解説

これは先行する2つの議論の間に位置する。出力同士の依存関係(並列生成か逐次生成か)と、可変長入力の表現(集約特徴かentity tokenか)だ。焦点はその間の層、つまり符号化された表現の集合H=(h_1,...,h_n)を予測にどう変換するかにある。

入力の単位と出力の単位を分けて考える。モデルは入力全体に対する1つの性質を予測することも、入力要素ごとに予測することも、入力トークンと1対1で対応する必要のない別個の出力スロット群について予測することもできる。3つの設計はこれらのケースに対応し、入力トークンを増やしても同数の出力が強制されるわけではない。

出力クエリ間で情報を交換することは、自己回帰的な条件付けとは別物だ。クエリのself-attentionを使いつつ各出力を独立にサンプリングする場合、同時分布は入力が与えられた下での出力ごとの分布の積に分解される。自己回帰生成は各出力を既に選ばれた出力に条件付けるもので、表現の読み出し方とは別の設計軸である。

よくある質問
出力クエリを使えば必ず性能が上がるのか?
いいえ。クエリを追加しても性能向上は保証されず、学習のしやすさや計算コストも比較する必要がある。
出力クエリの計算コストは?
入力n個、クエリK個の場合、cross-attention部分はO(Kn)、クエリ間のself-attentionはO(K^2)となる(埋め込み次元は固定と仮定)。
PMAはattention poolingや出力クエリとどう関係するのか?
Set TransformerのPMAは学習可能なseedベクトルをクエリとして使う。seedが1つならattention poolingとして機能し、複数なら出力側の複数表現を生成する。
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