提交

kongdeqiang

2026-03-13 28ccfbfc51068a663a80764e14074df5edf2b5ba

 funasr/models/transformer/attention.py

@@ -15,7 +15,8 @@

import torch.nn.functional as F
from funasr.models.transformer.utils.nets_utils import make_pad_mask
import funasr.modules.lora.layers as lora
import funasr.models.lora.layers as lora


class MultiHeadedAttention(nn.Module):
    """Multi-Head Attention layer.
@@ -81,17 +82,18 @@
        n_batch = value.size(0)
        if mask is not None:
            mask = mask.unsqueeze(1).eq(0)  # (batch, 1, *, time2)
            min_value = float(
                numpy.finfo(torch.tensor(0, dtype=scores.dtype).numpy().dtype).min
            )

            min_value = -float(
                "inf"
            )  # min_value = float(np.finfo(torch.tensor(0, dtype=qk.dtype).numpy().dtype).min)
            scores = scores.masked_fill(mask, min_value)
            self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1).masked_fill(
            attn = torch.softmax(scores, dim=-1).masked_fill(
                mask, 0.0
            )  # (batch, head, time1, time2)
        else:
            self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1)  # (batch, head, time1, time2)
            attn = torch.softmax(scores, dim=-1)  # (batch, head, time1, time2)

        p_attn = self.dropout(self.attn)
        p_attn = self.dropout(attn)
        x = torch.matmul(p_attn, value)  # (batch, head, time1, d_k)
        x = (
            x.transpose(1, 2).contiguous().view(n_batch, -1, self.h * self.d_k)
@@ -116,6 +118,104 @@
        q, k, v = self.forward_qkv(query, key, value)
        scores = torch.matmul(q, k.transpose(-2, -1)) / math.sqrt(self.d_k)
        return self.forward_attention(v, scores, mask)


class MultiHeadedAttentionExport(nn.Module):
    def __init__(self, model):
        super().__init__()
        self.d_k = model.d_k
        self.h = model.h
        self.linear_q = model.linear_q
        self.linear_k = model.linear_k
        self.linear_v = model.linear_v
        self.linear_out = model.linear_out
        self.attn = None
        self.all_head_size = self.h * self.d_k

    def forward(self, query, key, value, mask):
        q, k, v = self.forward_qkv(query, key, value)
        scores = torch.matmul(q, k.transpose(-2, -1)) / math.sqrt(self.d_k)
        return self.forward_attention(v, scores, mask)

    def transpose_for_scores(self, x: torch.Tensor) -> torch.Tensor:
        new_x_shape = x.size()[:-1] + (self.h, self.d_k)
        x = x.view(new_x_shape)
        return x.permute(0, 2, 1, 3)

    def forward_qkv(self, query, key, value):
        q = self.linear_q(query)
        k = self.linear_k(key)
        v = self.linear_v(value)
        q = self.transpose_for_scores(q)
        k = self.transpose_for_scores(k)
        v = self.transpose_for_scores(v)
        return q, k, v

    def forward_attention(self, value, scores, mask):
        scores = scores + mask

        attn = torch.softmax(scores, dim=-1)
        context_layer = torch.matmul(attn, value)  # (batch, head, time1, d_k)

        context_layer = context_layer.permute(0, 2, 1, 3).contiguous()
        new_context_layer_shape = context_layer.size()[:-2] + (self.all_head_size,)
        context_layer = context_layer.view(new_context_layer_shape)
        return self.linear_out(context_layer)  # (batch, time1, d_model)


class RelPosMultiHeadedAttentionExport(MultiHeadedAttentionExport):
    def __init__(self, model):
        super().__init__(model)
        self.linear_pos = model.linear_pos
        self.pos_bias_u = model.pos_bias_u
        self.pos_bias_v = model.pos_bias_v

    def forward(self, query, key, value, pos_emb, mask):
        q, k, v = self.forward_qkv(query, key, value)
        q = q.transpose(1, 2)  # (batch, time1, head, d_k)

        p = self.transpose_for_scores(self.linear_pos(pos_emb))  # (batch, head, time1, d_k)

        # (batch, head, time1, d_k)
        q_with_bias_u = (q + self.pos_bias_u).transpose(1, 2)
        # (batch, head, time1, d_k)
        q_with_bias_v = (q + self.pos_bias_v).transpose(1, 2)

        # compute attention score
        # first compute matrix a and matrix c
        # as described in https://arxiv.org/abs/1901.02860 Section 3.3
        # (batch, head, time1, time2)
        matrix_ac = torch.matmul(q_with_bias_u, k.transpose(-2, -1))

        # compute matrix b and matrix d
        # (batch, head, time1, time1)
        matrix_bd = torch.matmul(q_with_bias_v, p.transpose(-2, -1))
        matrix_bd = self.rel_shift(matrix_bd)

        scores = (matrix_ac + matrix_bd) / math.sqrt(self.d_k)  # (batch, head, time1, time2)

        return self.forward_attention(v, scores, mask)

    def rel_shift(self, x):
        zero_pad = torch.zeros((*x.size()[:3], 1), device=x.device, dtype=x.dtype)
        x_padded = torch.cat([zero_pad, x], dim=-1)

        x_padded = x_padded.view(*x.size()[:2], x.size(3) + 1, x.size(2))
        x = x_padded[:, :, 1:].view_as(x)[
            :, :, :, : x.size(-1) // 2 + 1
        ]  # only keep the positions from 0 to time2
        return x

    def forward_attention(self, value, scores, mask):
        scores = scores + mask

        attn = torch.softmax(scores, dim=-1)
        context_layer = torch.matmul(attn, value)  # (batch, head, time1, d_k)

        context_layer = context_layer.permute(0, 2, 1, 3).contiguous()
        new_context_layer_shape = context_layer.size()[:-2] + (self.all_head_size,)
        context_layer = context_layer.view(new_context_layer_shape)
        return self.linear_out(context_layer)  # (batch, time1, d_model)


class LegacyRelPositionMultiHeadedAttention(MultiHeadedAttention):
@@ -206,9 +306,7 @@
        matrix_bd = torch.matmul(q_with_bias_v, p.transpose(-2, -1))
        matrix_bd = self.rel_shift(matrix_bd)

        scores = (matrix_ac + matrix_bd) / math.sqrt(
            self.d_k
        )  # (batch, head, time1, time2)
        scores = (matrix_ac + matrix_bd) / math.sqrt(self.d_k)  # (batch, head, time1, time2)

        return self.forward_attention(v, scores, mask)

@@ -258,7 +356,7 @@
        x_padded = x_padded.view(*x.size()[:2], x.size(3) + 1, x.size(2))
        x = x_padded[:, :, 1:].view_as(x)[
            :, :, :, : x.size(-1) // 2 + 1
            ]  # only keep the positions from 0 to time2
        ]  # only keep the positions from 0 to time2

        if self.zero_triu:
            ones = torch.ones((x.size(2), x.size(3)), device=x.device)
@@ -305,538 +403,10 @@
        matrix_bd = torch.matmul(q_with_bias_v, p.transpose(-2, -1))
        matrix_bd = self.rel_shift(matrix_bd)

        scores = (matrix_ac + matrix_bd) / math.sqrt(
            self.d_k
        )  # (batch, head, time1, time2)
        scores = (matrix_ac + matrix_bd) / math.sqrt(self.d_k)  # (batch, head, time1, time2)

        return self.forward_attention(v, scores, mask)


class MultiHeadedAttentionSANM(nn.Module):
    """Multi-Head Attention layer.

    Args:
        n_head (int): The number of heads.
        n_feat (int): The number of features.
        dropout_rate (float): Dropout rate.

    """

    def __init__(self, n_head, in_feat, n_feat, dropout_rate, kernel_size, sanm_shfit=0, lora_list=None, lora_rank=8, lora_alpha=16, lora_dropout=0.1):
        """Construct an MultiHeadedAttention object."""
        super(MultiHeadedAttentionSANM, self).__init__()
        assert n_feat % n_head == 0
        # We assume d_v always equals d_k
        self.d_k = n_feat // n_head
        self.h = n_head
        # self.linear_q = nn.Linear(n_feat, n_feat)
        # self.linear_k = nn.Linear(n_feat, n_feat)
        # self.linear_v = nn.Linear(n_feat, n_feat)
        if lora_list is not None:
            if "o" in lora_list:
                self.linear_out = lora.Linear(n_feat, n_feat, r=lora_rank, lora_alpha=lora_alpha, lora_dropout=lora_dropout)
            else:
                self.linear_out = nn.Linear(n_feat, n_feat)
            lora_qkv_list = ["q" in lora_list, "k" in lora_list, "v" in lora_list]
            if lora_qkv_list == [False, False, False]:
                self.linear_q_k_v = nn.Linear(in_feat, n_feat * 3)
            else:
                self.linear_q_k_v = lora.MergedLinear(in_feat, n_feat * 3, r=lora_rank, lora_alpha=lora_alpha, lora_dropout=lora_dropout, enable_lora=lora_qkv_list)
        else:
            self.linear_out = nn.Linear(n_feat, n_feat)
            self.linear_q_k_v = nn.Linear(in_feat, n_feat * 3)
        self.attn = None
        self.dropout = nn.Dropout(p=dropout_rate)

        self.fsmn_block = nn.Conv1d(n_feat, n_feat, kernel_size, stride=1, padding=0, groups=n_feat, bias=False)
        # padding
        left_padding = (kernel_size - 1) // 2
        if sanm_shfit > 0:
            left_padding = left_padding + sanm_shfit
        right_padding = kernel_size - 1 - left_padding
        self.pad_fn = nn.ConstantPad1d((left_padding, right_padding), 0.0)

    def forward_fsmn(self, inputs, mask, mask_shfit_chunk=None):
        b, t, d = inputs.size()
        if mask is not None:
            mask = torch.reshape(mask, (b, -1, 1))
            if mask_shfit_chunk is not None:
                mask = mask * mask_shfit_chunk
            inputs = inputs * mask

        x = inputs.transpose(1, 2)
        x = self.pad_fn(x)
        x = self.fsmn_block(x)
        x = x.transpose(1, 2)
        x += inputs
        x = self.dropout(x)
        if mask is not None:
            x = x * mask
        return x

    def forward_qkv(self, x):
        """Transform query, key and value.

        Args:
            query (torch.Tensor): Query tensor (#batch, time1, size).
            key (torch.Tensor): Key tensor (#batch, time2, size).
            value (torch.Tensor): Value tensor (#batch, time2, size).

        Returns:
            torch.Tensor: Transformed query tensor (#batch, n_head, time1, d_k).
            torch.Tensor: Transformed key tensor (#batch, n_head, time2, d_k).
            torch.Tensor: Transformed value tensor (#batch, n_head, time2, d_k).

        """
        b, t, d = x.size()
        q_k_v = self.linear_q_k_v(x)
        q, k, v = torch.split(q_k_v, int(self.h * self.d_k), dim=-1)
        q_h = torch.reshape(q, (b, t, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)  # (batch, head, time1, d_k)
        k_h = torch.reshape(k, (b, t, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)  # (batch, head, time2, d_k)
        v_h = torch.reshape(v, (b, t, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)  # (batch, head, time2, d_k)

        return q_h, k_h, v_h, v

    def forward_attention(self, value, scores, mask, mask_att_chunk_encoder=None):
        """Compute attention context vector.

        Args:
            value (torch.Tensor): Transformed value (#batch, n_head, time2, d_k).
            scores (torch.Tensor): Attention score (#batch, n_head, time1, time2).
            mask (torch.Tensor): Mask (#batch, 1, time2) or (#batch, time1, time2).

        Returns:
            torch.Tensor: Transformed value (#batch, time1, d_model)
                weighted by the attention score (#batch, time1, time2).

        """
        n_batch = value.size(0)
        if mask is not None:
            if mask_att_chunk_encoder is not None:
                mask = mask * mask_att_chunk_encoder

            mask = mask.unsqueeze(1).eq(0)  # (batch, 1, *, time2)

            min_value = float(
                numpy.finfo(torch.tensor(0, dtype=scores.dtype).numpy().dtype).min
            )
            scores = scores.masked_fill(mask, min_value)
            self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1).masked_fill(
                mask, 0.0
            )  # (batch, head, time1, time2)
        else:
            self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1)  # (batch, head, time1, time2)

        p_attn = self.dropout(self.attn)
        x = torch.matmul(p_attn, value)  # (batch, head, time1, d_k)
        x = (
            x.transpose(1, 2).contiguous().view(n_batch, -1, self.h * self.d_k)
        )  # (batch, time1, d_model)

        return self.linear_out(x)  # (batch, time1, d_model)

    def forward(self, x, mask, mask_shfit_chunk=None, mask_att_chunk_encoder=None):
        """Compute scaled dot product attention.

        Args:
            query (torch.Tensor): Query tensor (#batch, time1, size).
            key (torch.Tensor): Key tensor (#batch, time2, size).
            value (torch.Tensor): Value tensor (#batch, time2, size).
            mask (torch.Tensor): Mask tensor (#batch, 1, time2) or
                (#batch, time1, time2).

        Returns:
            torch.Tensor: Output tensor (#batch, time1, d_model).

        """
        q_h, k_h, v_h, v = self.forward_qkv(x)
        fsmn_memory = self.forward_fsmn(v, mask, mask_shfit_chunk)
        q_h = q_h * self.d_k ** (-0.5)
        scores = torch.matmul(q_h, k_h.transpose(-2, -1))
        att_outs = self.forward_attention(v_h, scores, mask, mask_att_chunk_encoder)
        return att_outs + fsmn_memory

    def forward_chunk(self, x, cache=None, chunk_size=None, look_back=0):
        """Compute scaled dot product attention.

        Args:
            query (torch.Tensor): Query tensor (#batch, time1, size).
            key (torch.Tensor): Key tensor (#batch, time2, size).
            value (torch.Tensor): Value tensor (#batch, time2, size).
            mask (torch.Tensor): Mask tensor (#batch, 1, time2) or
                (#batch, time1, time2).

        Returns:
            torch.Tensor: Output tensor (#batch, time1, d_model).

        """
        q_h, k_h, v_h, v = self.forward_qkv(x)
        if chunk_size is not None and look_back > 0 or look_back == -1:
            if cache is not None:
                k_h_stride = k_h[:, :, :-(chunk_size[2]), :]
                v_h_stride = v_h[:, :, :-(chunk_size[2]), :]
                k_h = torch.cat((cache["k"], k_h), dim=2)
                v_h = torch.cat((cache["v"], v_h), dim=2)

                cache["k"] = torch.cat((cache["k"], k_h_stride), dim=2)
                cache["v"] = torch.cat((cache["v"], v_h_stride), dim=2)
                if look_back != -1:
                    cache["k"] = cache["k"][:, :, -(look_back * chunk_size[1]):, :]
                    cache["v"] = cache["v"][:, :, -(look_back * chunk_size[1]):, :]
            else:
                cache_tmp = {"k": k_h[:, :, :-(chunk_size[2]), :],
                             "v": v_h[:, :, :-(chunk_size[2]), :]}
                cache = cache_tmp
        fsmn_memory = self.forward_fsmn(v, None)
        q_h = q_h * self.d_k ** (-0.5)
        scores = torch.matmul(q_h, k_h.transpose(-2, -1))
        att_outs = self.forward_attention(v_h, scores, None)
        return att_outs + fsmn_memory, cache


class MultiHeadedAttentionSANMwithMask(MultiHeadedAttentionSANM):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)

    def forward(self, x, mask, mask_shfit_chunk=None, mask_att_chunk_encoder=None):
        q_h, k_h, v_h, v = self.forward_qkv(x)
        fsmn_memory = self.forward_fsmn(v, mask[0], mask_shfit_chunk)
        q_h = q_h * self.d_k ** (-0.5)
        scores = torch.matmul(q_h, k_h.transpose(-2, -1))
        att_outs = self.forward_attention(v_h, scores, mask[1], mask_att_chunk_encoder)
        return att_outs + fsmn_memory

class MultiHeadedAttentionSANMDecoder(nn.Module):
    """Multi-Head Attention layer.

    Args:
        n_head (int): The number of heads.
        n_feat (int): The number of features.
        dropout_rate (float): Dropout rate.

    """

    def __init__(self, n_feat, dropout_rate, kernel_size, sanm_shfit=0):
        """Construct an MultiHeadedAttention object."""
        super(MultiHeadedAttentionSANMDecoder, self).__init__()

        self.dropout = nn.Dropout(p=dropout_rate)

        self.fsmn_block = nn.Conv1d(n_feat, n_feat,
                                    kernel_size, stride=1, padding=0, groups=n_feat, bias=False)
        # padding
        # padding
        left_padding = (kernel_size - 1) // 2
        if sanm_shfit > 0:
            left_padding = left_padding + sanm_shfit
        right_padding = kernel_size - 1 - left_padding
        self.pad_fn = nn.ConstantPad1d((left_padding, right_padding), 0.0)
        self.kernel_size = kernel_size

    def forward(self, inputs, mask, cache=None, mask_shfit_chunk=None):
        '''
        :param x: (#batch, time1, size).
        :param mask: Mask tensor (#batch, 1, time)
        :return:
        '''
        # print("in fsmn, inputs", inputs.size())
        b, t, d = inputs.size()
        # logging.info(
        #     "mask: {}".format(mask.size()))
        if mask is not None:
            mask = torch.reshape(mask, (b ,-1, 1))
            # logging.info("in fsmn, mask: {}, {}".format(mask.size(), mask[0:100:50, :, :]))
            if mask_shfit_chunk is not None:
                # logging.info("in fsmn, mask_fsmn: {}, {}".format(mask_shfit_chunk.size(), mask_shfit_chunk[0:100:50, :, :]))
                mask = mask * mask_shfit_chunk
            # logging.info("in fsmn, mask_after_fsmn: {}, {}".format(mask.size(), mask[0:100:50, :, :]))
            # print("in fsmn, mask", mask.size())
            # print("in fsmn, inputs", inputs.size())
            inputs = inputs * mask

        x = inputs.transpose(1, 2)
        b, d, t = x.size()
        if cache is None:
            # print("in fsmn, cache is None, x", x.size())

            x = self.pad_fn(x)
            if not self.training:
                cache = x
        else:
            # print("in fsmn, cache is not None, x", x.size())
            # x = torch.cat((x, cache), dim=2)[:, :, :-1]
            # if t < self.kernel_size:
            #     x = self.pad_fn(x)
            x = torch.cat((cache[:, :, 1:], x), dim=2)
            x = x[:, :, -(self.kernel_size+t-1):]
            # print("in fsmn, cache is not None, x_cat", x.size())
            cache = x
        x = self.fsmn_block(x)
        x = x.transpose(1, 2)
        # print("in fsmn, fsmn_out", x.size())
        if x.size(1) != inputs.size(1):
            inputs = inputs[:, -1, :]

        x = x + inputs
        x = self.dropout(x)
        if mask is not None:
            x = x * mask
        return x, cache

class MultiHeadedAttentionCrossAtt(nn.Module):
    """Multi-Head Attention layer.

    Args:
        n_head (int): The number of heads.
        n_feat (int): The number of features.
        dropout_rate (float): Dropout rate.

    """

    def __init__(self, n_head, n_feat, dropout_rate, lora_list=None, lora_rank=8, lora_alpha=16, lora_dropout=0.1, encoder_output_size=None):
        """Construct an MultiHeadedAttention object."""
        super(MultiHeadedAttentionCrossAtt, self).__init__()
        assert n_feat % n_head == 0
        # We assume d_v always equals d_k
        self.d_k = n_feat // n_head
        self.h = n_head
        if lora_list is not None:
            if "q" in lora_list:
                self.linear_q = lora.Linear(n_feat, n_feat, r=lora_rank, lora_alpha=lora_alpha, lora_dropout=lora_dropout)
            else:
                self.linear_q = nn.Linear(n_feat, n_feat)
            lora_kv_list = ["k" in lora_list, "v" in lora_list]
            if lora_kv_list == [False, False]:
                self.linear_k_v = nn.Linear(n_feat if encoder_output_size is None else encoder_output_size, n_feat*2)
            else:
                self.linear_k_v = lora.MergedLinear(n_feat if encoder_output_size is None else encoder_output_size, n_feat * 2, 
                                      r=lora_rank, lora_alpha=lora_alpha, lora_dropout=lora_dropout, enable_lora=lora_kv_list)
            if "o" in lora_list:
                self.linear_out = lora.Linear(n_feat, n_feat, r=lora_rank, lora_alpha=lora_alpha, lora_dropout=lora_dropout)
            else:
                self.linear_out = nn.Linear(n_feat, n_feat)
        else:
            self.linear_q = nn.Linear(n_feat, n_feat)
            self.linear_k_v = nn.Linear(n_feat if encoder_output_size is None else encoder_output_size, n_feat*2)
            self.linear_out = nn.Linear(n_feat, n_feat)
        self.attn = None
        self.dropout = nn.Dropout(p=dropout_rate)

    def forward_qkv(self, x, memory):
        """Transform query, key and value.

        Args:
            query (torch.Tensor): Query tensor (#batch, time1, size).
            key (torch.Tensor): Key tensor (#batch, time2, size).
            value (torch.Tensor): Value tensor (#batch, time2, size).

        Returns:
            torch.Tensor: Transformed query tensor (#batch, n_head, time1, d_k).
            torch.Tensor: Transformed key tensor (#batch, n_head, time2, d_k).
            torch.Tensor: Transformed value tensor (#batch, n_head, time2, d_k).

        """

        # print("in forward_qkv, x", x.size())
        b = x.size(0)
        q = self.linear_q(x)
        q_h = torch.reshape(q, (b, -1, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)    # (batch, head, time1, d_k)

        k_v = self.linear_k_v(memory)
        k, v = torch.split(k_v, int(self.h*self.d_k), dim=-1)
        k_h = torch.reshape(k, (b, -1, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)    # (batch, head, time2, d_k)
        v_h = torch.reshape(v, (b, -1, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)    # (batch, head, time2, d_k)


        return q_h, k_h, v_h

    def forward_attention(self, value, scores, mask):
        """Compute attention context vector.

        Args:
            value (torch.Tensor): Transformed value (#batch, n_head, time2, d_k).
            scores (torch.Tensor): Attention score (#batch, n_head, time1, time2).
            mask (torch.Tensor): Mask (#batch, 1, time2) or (#batch, time1, time2).

        Returns:
            torch.Tensor: Transformed value (#batch, time1, d_model)
                weighted by the attention score (#batch, time1, time2).

        """
        n_batch = value.size(0)
        if mask is not None:
            mask = mask.unsqueeze(1).eq(0)  # (batch, 1, *, time2)
            min_value = float(
                numpy.finfo(torch.tensor(0, dtype=scores.dtype).numpy().dtype).min
            )
            # logging.info(
            #     "scores: {}, mask_size: {}".format(scores.size(), mask.size()))
            scores = scores.masked_fill(mask, min_value)
            self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1).masked_fill(
                mask, 0.0
            )  # (batch, head, time1, time2)
        else:
            self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1)  # (batch, head, time1, time2)

        p_attn = self.dropout(self.attn)
        x = torch.matmul(p_attn, value)  # (batch, head, time1, d_k)
        x = (
            x.transpose(1, 2).contiguous().view(n_batch, -1, self.h * self.d_k)
        )  # (batch, time1, d_model)

        return self.linear_out(x)  # (batch, time1, d_model)

    def forward(self, x, memory, memory_mask):
        """Compute scaled dot product attention.

        Args:
            query (torch.Tensor): Query tensor (#batch, time1, size).
            key (torch.Tensor): Key tensor (#batch, time2, size).
            value (torch.Tensor): Value tensor (#batch, time2, size).
            mask (torch.Tensor): Mask tensor (#batch, 1, time2) or
                (#batch, time1, time2).

        Returns:
            torch.Tensor: Output tensor (#batch, time1, d_model).

        """
        q_h, k_h, v_h = self.forward_qkv(x, memory)
        q_h = q_h * self.d_k ** (-0.5)
        scores = torch.matmul(q_h, k_h.transpose(-2, -1))
        return self.forward_attention(v_h, scores, memory_mask)

    def forward_chunk(self, x, memory, cache=None, chunk_size=None, look_back=0):
        """Compute scaled dot product attention.

        Args:
            query (torch.Tensor): Query tensor (#batch, time1, size).
            key (torch.Tensor): Key tensor (#batch, time2, size).
            value (torch.Tensor): Value tensor (#batch, time2, size).
            mask (torch.Tensor): Mask tensor (#batch, 1, time2) or
                (#batch, time1, time2).

        Returns:
            torch.Tensor: Output tensor (#batch, time1, d_model).

        """
        q_h, k_h, v_h = self.forward_qkv(x, memory)
        if chunk_size is not None and look_back > 0:
            if cache is not None:
                k_h = torch.cat((cache["k"], k_h), dim=2)
                v_h = torch.cat((cache["v"], v_h), dim=2)
                cache["k"] = k_h[:, :, -(look_back * chunk_size[1]):, :]
                cache["v"] = v_h[:, :, -(look_back * chunk_size[1]):, :]
            else:
                cache_tmp = {"k": k_h[:, :, -(look_back * chunk_size[1]):, :],
                             "v": v_h[:, :, -(look_back * chunk_size[1]):, :]}
                cache = cache_tmp
        q_h = q_h * self.d_k ** (-0.5)
        scores = torch.matmul(q_h, k_h.transpose(-2, -1))
        return self.forward_attention(v_h, scores, None), cache


class MultiHeadSelfAttention(nn.Module):
    """Multi-Head Attention layer.

    Args:
        n_head (int): The number of heads.
        n_feat (int): The number of features.
        dropout_rate (float): Dropout rate.

    """

    def __init__(self, n_head, in_feat, n_feat, dropout_rate):
        """Construct an MultiHeadedAttention object."""
        super(MultiHeadSelfAttention, self).__init__()
        assert n_feat % n_head == 0
        # We assume d_v always equals d_k
        self.d_k = n_feat // n_head
        self.h = n_head
        self.linear_out = nn.Linear(n_feat, n_feat)
        self.linear_q_k_v = nn.Linear(in_feat, n_feat * 3)
        self.attn = None
        self.dropout = nn.Dropout(p=dropout_rate)

    def forward_qkv(self, x):
        """Transform query, key and value.

        Args:
            query (torch.Tensor): Query tensor (#batch, time1, size).
            key (torch.Tensor): Key tensor (#batch, time2, size).
            value (torch.Tensor): Value tensor (#batch, time2, size).

        Returns:
            torch.Tensor: Transformed query tensor (#batch, n_head, time1, d_k).
            torch.Tensor: Transformed key tensor (#batch, n_head, time2, d_k).
            torch.Tensor: Transformed value tensor (#batch, n_head, time2, d_k).

        """
        b, t, d = x.size()
        q_k_v = self.linear_q_k_v(x)
        q, k, v = torch.split(q_k_v, int(self.h * self.d_k), dim=-1)
        q_h = torch.reshape(q, (b, t, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)  # (batch, head, time1, d_k)
        k_h = torch.reshape(k, (b, t, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)  # (batch, head, time2, d_k)
        v_h = torch.reshape(v, (b, t, self.h, self.d_k)).transpose(1, 2)  # (batch, head, time2, d_k)

        return q_h, k_h, v_h, v

    def forward_attention(self, value, scores, mask, mask_att_chunk_encoder=None):
        """Compute attention context vector.

        Args:
            value (torch.Tensor): Transformed value (#batch, n_head, time2, d_k).
            scores (torch.Tensor): Attention score (#batch, n_head, time1, time2).
            mask (torch.Tensor): Mask (#batch, 1, time2) or (#batch, time1, time2).

        Returns:
            torch.Tensor: Transformed value (#batch, time1, d_model)
                weighted by the attention score (#batch, time1, time2).

        """
        n_batch = value.size(0)
        if mask is not None:
            if mask_att_chunk_encoder is not None:
                mask = mask * mask_att_chunk_encoder

            mask = mask.unsqueeze(1).eq(0)  # (batch, 1, *, time2)

            min_value = float(
                numpy.finfo(torch.tensor(0, dtype=scores.dtype).numpy().dtype).min
            )
            scores = scores.masked_fill(mask, min_value)
            self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1).masked_fill(
                mask, 0.0
            )  # (batch, head, time1, time2)
        else:
            self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1)  # (batch, head, time1, time2)

        p_attn = self.dropout(self.attn)
        x = torch.matmul(p_attn, value)  # (batch, head, time1, d_k)
        x = (
            x.transpose(1, 2).contiguous().view(n_batch, -1, self.h * self.d_k)
        )  # (batch, time1, d_model)

        return self.linear_out(x)  # (batch, time1, d_model)

    def forward(self, x, mask, mask_att_chunk_encoder=None):
        """Compute scaled dot product attention.

        Args:
            query (torch.Tensor): Query tensor (#batch, time1, size).
            key (torch.Tensor): Key tensor (#batch, time2, size).
            value (torch.Tensor): Value tensor (#batch, time2, size).
            mask (torch.Tensor): Mask tensor (#batch, 1, time2) or
                (#batch, time1, time2).

        Returns:
            torch.Tensor: Output tensor (#batch, time1, d_model).

        """
        q_h, k_h, v_h, v = self.forward_qkv(x)
        q_h = q_h * self.d_k ** (-0.5)
        scores = torch.matmul(q_h, k_h.transpose(-2, -1))
        att_outs = self.forward_attention(v_h, scores, mask, mask_att_chunk_encoder)
        return att_outs

class RelPositionMultiHeadedAttentionChunk(torch.nn.Module):
    """RelPositionMultiHeadedAttention definition.
@@ -978,21 +548,9 @@
        """
        n_batch = query.size(0)

        q = (
            self.linear_q(query)
            .view(n_batch, -1, self.num_heads, self.d_k)
            .transpose(1, 2)
        )
        k = (
            self.linear_k(key)
            .view(n_batch, -1, self.num_heads, self.d_k)
            .transpose(1, 2)
        )
        v = (
            self.linear_v(value)
            .view(n_batch, -1, self.num_heads, self.d_k)
            .transpose(1, 2)
        )
        q = self.linear_q(query).view(n_batch, -1, self.num_heads, self.d_k).transpose(1, 2)
        k = self.linear_k(key).view(n_batch, -1, self.num_heads, self.d_k).transpose(1, 2)
        v = self.linear_v(value).view(n_batch, -1, self.num_heads, self.d_k).transpose(1, 2)

        return q, k, v

@@ -1017,15 +575,13 @@
        if chunk_mask is not None:
            mask = chunk_mask.unsqueeze(0).unsqueeze(1) | mask
        scores = scores.masked_fill(mask, float("-inf"))
        self.attn = torch.softmax(scores, dim=-1).masked_fill(mask, 0.0)
        attn = torch.softmax(scores, dim=-1).masked_fill(mask, 0.0)

        attn_output = self.dropout(self.attn)
        attn_output = self.dropout(attn)
        attn_output = torch.matmul(attn_output, value)

        attn_output = self.linear_out(
            attn_output.transpose(1, 2)
            .contiguous()
            .view(batch_size, -1, self.num_heads * self.d_k)
            attn_output.transpose(1, 2).contiguous().view(batch_size, -1, self.num_heads * self.d_k)
        )

        return attn_output
@@ -1055,37 +611,3 @@
        q, k, v = self.forward_qkv(query, key, value)
        scores = self.compute_att_score(q, k, pos_enc, left_context=left_context)
        return self.forward_attention(v, scores, mask, chunk_mask=chunk_mask)


class CosineDistanceAttention(nn.Module):
    """ Compute Cosine Distance between spk decoder output and speaker profile 
    Args:
        profile_path: speaker profile file path (.npy file)
    """

    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.softmax = nn.Softmax(dim=-1)

    def forward(self, spk_decoder_out, profile, profile_lens=None):
        """
        Args:
            spk_decoder_out(torch.Tensor):(B, L, D)
            spk_profiles(torch.Tensor):(B, N, D)
        """
        x = spk_decoder_out.unsqueeze(2)  # (B, L, 1, D)
        if profile_lens is not None:
            
            mask = (make_pad_mask(profile_lens)[:, None, :]).to(profile.device)
            min_value = float(
                numpy.finfo(torch.tensor(0, dtype=x.dtype).numpy().dtype).min
            )
            weights_not_softmax=F.cosine_similarity(x, profile.unsqueeze(1), dim=-1).masked_fill(mask, min_value)
            weights = self.softmax(weights_not_softmax).masked_fill(mask, 0.0)  # (B, L, N)
        else:
            x = x[:, -1:, :, :]
            weights_not_softmax=F.cosine_similarity(x, profile.unsqueeze(1).to(x.device), dim=-1)
            weights = self.softmax(weights_not_softmax)  # (B, 1, N)
        spk_embedding = torch.matmul(weights, profile.to(weights.device))  # (B, L, D)

        return spk_embedding, weights