一、position embedding和position encoding是什么

Position Embedding和Position Encoding都是在自然語言處理（NLP）中用于處理序列數(shù)據(jù)的技術(shù)，特別是用于處理語言中單詞或字符的順序信息。

1、Position Embedding（位置嵌入）：

在Transformer等深度學(xué)習(xí)模型中，輸入的序列數(shù)據(jù)通常被轉(zhuǎn)換為詞嵌入（word embedding）或字符嵌入（character embedding）。詞嵌入和字符嵌入是將語言中的單詞或字符映射到連續(xù)的實數(shù)向量空間，以便模型可以處理連續(xù)的實值特征。

然而，嵌入向量并沒有直接包含詞或字符在句子中的位置信息，而在NLP任務(wù)中，單詞或字符的順序往往對于理解語義和上下文非常重要。因此，為了將位置信息引入嵌入向量中，通常會引入位置嵌入（Position Embedding）。

位置嵌入是一種額外的嵌入向量，用于表示輸入序列中每個位置的位置信息。在Transformer中，位置嵌入采用了不同的數(shù)學(xué)函數(shù)（如正弦函數(shù)和余弦函數(shù)），將位置信息映射到連續(xù)的向量空間。通過將位置嵌入與詞嵌入或字符嵌入相加，可以在嵌入向量中保留位置信息。

2、Position Encoding（位置編碼）：

位置編碼是一種將位置信息添加到序列數(shù)據(jù)的技術(shù)，特別用于Transformer等模型中。與位置嵌入類似，位置編碼的目標(biāo)是為了在序列數(shù)據(jù)的嵌入向量中引入位置信息。

在Transformer中，位置編碼采用了一種特殊的編碼方式，通常使用正弦和余弦函數(shù)來生成位置編碼矩陣。位置編碼矩陣的維度與詞嵌入或字符嵌入的維度相同，但其中的每個元素都對應(yīng)于不同位置和不同維度的位置信息。

位置編碼矩陣與輸入的詞嵌入或字符嵌入相加，以在模型的輸入中保留位置信息。這樣，在經(jīng)過一系列的自注意力機(jī)制和前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層后，模型能夠更好地理解序列數(shù)據(jù)的上下文和順序信息。

二、position embedding和position encoding的區(qū)別

1、作用方式不同

Position Embedding：Position Embedding是將位置信息嵌入到詞嵌入向量中。它通過在詞嵌入向量中增加位置信息，使得同樣的詞在不同位置擁有不同的表示。例如，在Transformer模型中，Position Embedding采用正弦函數(shù)或余弦函數(shù)來表示位置信息。Position Encoding：Position Encoding是在Transformer等模型中用于編碼序列中每個位置的信息。它是一種在序列中加入位置信息的技術(shù)，用于表明每個位置在序列中的相對位置。在Transformer中，Position Encoding采用正弦和余弦函數(shù)的組合來表示位置信息。

2、實現(xiàn)方法不同

Position Embedding：Position Embedding通常是在詞嵌入向量中直接加入位置信息，通過簡單的向量加法來實現(xiàn)。它不需要模型額外學(xué)習(xí)位置信息，因此計算效率較高。Position Encoding：Position Encoding是通過特定的函數(shù)計算得出位置編碼向量，并在模型中作為可學(xué)習(xí)的參數(shù)參與訓(xùn)練。Position Encoding的計算涉及參數(shù)學(xué)習(xí)，因此相對來說計算效率較低。

3、應(yīng)用場景不同

Position Embedding：Position Embedding主要應(yīng)用于基于注意力機(jī)制的模型，例如Transformer等。在這些模型中，Position Embedding用于表達(dá)序列中詞語的位置信息，有助于模型捕捉長距離依賴關(guān)系。Position Encoding：Position Encoding同樣適用于基于注意力機(jī)制的模型，如Transformer，用于編碼序列中每個位置的信息。此外，Position Encoding還可以用于其他需要將位置信息融入模型的場景，例如圖像處理領(lǐng)域中的空間位置編碼。

延伸閱讀

Position Encodin矩陣的計算公式

PE(pos, 2i) = sin(pos / (10000^(2i/d_model)))
PE(pos, 2i+1) = cos(pos / (10000^(2i/d_model)))

其中，PE(pos, 2i)和PE(pos, 2i+1)分別表示位置編碼矩陣中第pos個位置和第2i維或2i+1維的元素。d_model表示詞嵌入或字符嵌入的維度。pos表示位置，從0開始到序列的長度減1。