attnspectra 0.1.3

Extraction, spectral analysis and visualization of transformer attention matrices

attnspectra

attnspectra es una librería para analizar el comportamiento de la atención en modelos transformer mediante métricas espectrales, entropía y visualizaciones.

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Instalación

pip install attnspectra

Extras opcionales:

# Soporte para modelos Hugging Face
pip install attnspectra[hf]

# Visualización interactiva (Plotly + widgets)
pip install attnspectra[viz]

# Todo incluido
pip install attnspectra[all]

# Dependencias de desarrollo
pip install attnspectra[dev]

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Uso rápido

import attnspectra as aspec

# Suponiendo que ya tienes un modelo y tokenizer
model = ...
tokenizer = ...

# Crear adapter
adapter = aspec.CustomGPTAdapter(
    model=model,
    tokenizer=tokenizer,
    n_layers=8,
    n_heads=8,
    d_model=512,
)

# Capturar atención y calcular métricas
run, metrics = aspec.capture_and_compute(adapter, input_ids)

# Acceder a métricas (shape: n_layers × n_heads)
print(metrics.A_attn_entropy)
print(metrics.A_effective_rank)
print(metrics.A_attn_distance)

# Visualizar atención
A, tokens = aspec.get_content_attention(run, layer=0, head=0)
fig = aspec.plot_attention_matrix(A, tokens)

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Ejemplo con Hugging Face

import attnspectra as aspec
from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM

model_name = "gpt2"
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_name)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
    model_name,
    attn_implementation="eager",
)

adapter = aspec.HFTransformerAdapter(
    model=model,
    tokenizer=tokenizer,
    architecture="decoder",
)

text = "The quick brown fox jumps over the lazy dog."
inputs = tokenizer(text, return_tensors="pt")

run, metrics = aspec.capture_and_compute(
    adapter,
    inputs["input_ids"],
)

print(metrics.A_attn_entropy.shape)

A, tokens = aspec.get_content_attention(run, layer=0, head=0)
fig = aspec.plot_attention_matrix(A, tokens)

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Qué puedes hacer con attnspectra

• Analizar patrones de atención en modelos transformer
• Estudiar estructura espectral de matrices de atención
• Comparar comportamiento entre diferentes inputs o estilos
• Visualizar matrices de atención y métricas por capa y cabeza

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Funcionalidades principales

• Captura de atención mediante adapters flexibles
• 14 métricas (entropía, rango efectivo, espectro, anisotropía, etc.)
• Análisis por capa y cabeza
• Visualizaciones con matplotlib y modo interactivo con Plotly (opcional)
• Experimentos automatizados (degradación, comparación de estilos)

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Documentación completa

Consulta el repositorio para ejemplos, teoría y documentación detallada:

https://github.com/caro370/INSO_TFG

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Requisitos

• Python ≥ 3.10
• PyTorch ≥ 2.1
• NumPy ≥ 1.24
• Matplotlib ≥ 3.7