深度学习中为什么不同的特征信息可以直接相加

这是最近在做王者荣耀AI所做的笔记。

# 首发同名公号
class ImageFeatureDecoder(nn.Module):
    
    def __init__(self, vocab_size, d_model, N, heads, dropout, max_length=1024):
        super().__init__()
        self.N = N
        self.embedX = Embedder(vocab_size, d_model)
        self.embedP = Embedder(max_length, d_model)
        self.layers = get_clones(DecoderLayer(d_model, heads, dropout), N)
        self.norm = Norm(d_model)
        
    def forward(self,image_tensor,operation,trg_mask):
        position = torch.arange(0, image_tensor.size(1), dtype=torch.long,
                                    device=image_tensor.device)
        x = image_tensor+self.embedP(position)+self.embedX(operation)
        for i in range(self.N):
            x = self.layers[i](x, trg_mask)
        return self.norm(x)

这串代码讲的是，把有限的历史画面特征、对应画面序号信息和 *** 作信息进行融合后再编码，得到混合后的融合特征。

但是这串代码中直接将三种信息相加的语句让我很不理解。

这样直接相加不同类型的特征，特征岂不会混乱了，为什么不用concat。

我印象中这种添加位置信息的 *** 作来源于自然语言处理那边，所以我就翻看了相关网页，得到了很Nice的答案。

其实当concat的信息共用一个权重矩阵的时候，与直接相加的效果一样。

(img+pos)W=img*W+pos*W。

多一个权重矩阵也就多一笔计算量，所以，在有的场合（concat作用不大的情况）直接用add。

此外，参数少还能有效减少过拟合的风险。

人眼有一项能力，在一张图片中，除了可以看见物体、人物，还可以通过低频信息读出白天还是夜晚的信息。

拍同一场景，黑夜与晚上各一张。

虽然时间与场景叠加，但是你依然能找到图片中的高频信息（人与物），这就是人天生傅里叶变换逆向转换的能力。

但是当时间信息非常夸张的话，过分的黑与白，会让你看不清高频信息。

但是高频信息依然存在，不过它会因为各种因素（拍照设备，观测设备）趋向于没有。

事实上，一种信息淹没另外一种信息，需要非常强的信息能量。

不过，既然这个信息非常强，那说明这个信息很重要，如果不重要，那必然会被反向传播给优化处理。

我将768长度的位置信息与图像特征信息已点的形式画在图上，其中红色点是位置信息，蓝色点是图像信息，绿色点是相加信息。

从图中可以看出，也许二维空间中无法区分出来这些信息，但是，这要是放到768维空间中的话，这区分也就没有那么困难。