深度学习知识点:循环神经网络(RNN)、长短期记忆网络(LSTM)、门控循环单元(GRU)

RNN,LSTM,GRU计算方式及优缺点 本文主要参考李宏毅老师的视频介绍RNN相关知识,主要包括两个部分: 分别介绍Navie RNN,LSTM,GRU的结构 对比这三者的优缺点 1.RNN,LSTM,GRU结构及计算方式 1.1 Navie RNN 结构图: 计算公式: ht=σ(Whht−1+Wxxt)yt=σ(Wyht) h^t=\sigma(W^hh^{t-1}+W^xx^t)\\y^t=\sigma(W^yh^t) ht=σ(Whht−1+Wxxt)yt=σ(Wyht) 依赖每一个时刻的隐状态产生当前的输出,具体计算方式根据自己任 阅读详情

前言

循环神经网络(RNN)

  • 核心思想:像人一样拥有记忆能力。用以往的记忆和当前的输入,生成输出。

  • RNN 和 传统神经网络 最大的区别:
    在于每次都会将前一次的输出结果,带到下一次的隐藏层中,一起训练。
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  • RNN应用场景:
    1.文本生成 2.语音识别 3.机器翻译 4.生成图像描述 5.视频标记
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  • 缺点:
    RNN 有短期记忆问题,无法处理很长的输入序列
    训练 RNN 需要投入极大的成本

  • RNN 是一种死板的逻辑,越晚的输入影响越大,越早的输入影响越小,且无法改变这个逻辑。

RNNs(循环神经网络)训练和传统ANN(人工神经网络)训练异同点?

相同点:都使用BP误差反向传播算法。
不同点:
RNNs网络参数W,U,V是共享的,而传统神经网络各层参数间没有直接联系。
对于RNNs,在使用梯度下降算法中,每一步的输出不仅依赖当前步的网络,还依赖于之前若干步的网络状态。

为什么RNN 训练的时候Loss波动很大?

​ 由于RNN特有的memory会影响后期其他的RNN的特点,梯度时大时小,学习率lr没法个性化的调整,导致RNN在train的过程中,Loss会震荡起伏,为了解决RNN的这个问题,在训练的时候,可以设置临界值,当梯度大于某个临界值,直接截断,用这个临界值作为梯度的大小,防止大幅震荡。

RNN中为什么会出现梯度消失?

梯度消失现象:累乘会导致激活函数导数的累乘,如果取tanh或sigmoid函数作为激活函数的话,那么必然是一堆小数在做乘法,结果就是越乘越小。随着时间序列的不断深入,小数的累乘就会导致梯度越来越小直到接近于0,这就是“梯度消失“现象。
实际使用中,会优先选择tanh函数,原因是tanh函数相对于sigmoid函数来说梯度较大,收敛速度更快且引起梯度消失更慢。

如何解决RNN中的梯度消失问题?

1.选取更好的激活函数,如Relu激活函数。ReLU函数的左侧导数为0,右侧导数恒为1,这就避免了“梯度消失“的发生。但恒为1的导数容易导致“梯度爆炸“,但设定合适的阈值可以解决这个问题。
2.加入BN层,其优点:加速收敛.控制过拟合,可以少用或不用Dropout和正则。降低网络对初始化权重不敏感,且能允许使用较大的学习率等。
3.改变传播结构,LSTM结构可以有效解决这个问题。

CNN VS RNN

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不同点
1.CNN空间扩展,神经元与特征卷积;RNN时间扩展,神经元与多个时间输出计算
2.RNN可以用于描述时间上连续状态的输出,有记忆功能,CNN用于静态输出。

Keras搭建RNN

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长短期记忆网络(LSTM)

  • 长短期记忆网络(Long Short-Term Memory)是一种时间循环神经网络,是为了解决一般的RNN存在的长期依赖问题而专门设计出来的,所有的RNN都具有一种重复神经网络模块的链式形式。

  • 三个门(遗忘门,输入门,输出门),两个状态(Ct,ht)
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    • 遗忘门
      ​ 作用对象:细胞状态 。
      ​ 作用:将细胞状态中的信息选择性的遗忘。
      Ft和Ct-1做点积操作,Ft确保Ct-1有哪些东西需要被遗忘掉
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    • 输入层门
      作用对象:细胞状态
      ​ 作用:将新的信息选择性的记录到细胞状态中。
      ​ 操作步骤:
      ​ 步骤一:sigmoid 层称 “输入门层” 决定什么值我们将要更新
      ​ 步骤二,tanh 层创建一个新的候选值向量加入到状态中
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    • 输出层门
      ​ 作用对象:隐层ht 作用:确定输出什么值。
      ​ 操作步骤:
      ​ 步骤一:通过sigmoid 层来确定细胞状态的哪个部分将输出。
      ​ 步骤二:把细胞状态通过 tanh 进行处理,并将它和 sigmoid 门的输出相乘,最终我们仅仅会输出我们确定输出的那部分。
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LSTM结构推导,为什么比RNN好?

推导forget gate,input gate,cell state, hidden information等的变化;因为LSTM有进有出且当前的cell information是通过input gate控制之后叠加的,RNN是叠乘,因此LSTM可以防止梯度消失或者爆炸。

为什么LSTM模型中既存在sigmoid又存在tanh两种激活函数,而不是选择统一一种sigmoid或者tanh?

sigmoid用在了各种gate上,产生0~1之间的值,一般只有sigmoid最直接了;
tanh用在了状态和输出上,是对数据的处理,这个用其他激活函数或许也可以。

LSTM中为什么经常是两层双向LSTM?

有些时候预测需要由前面若干输入和后面若干输入共同决定,这样会更加准确。

RNN扩展改进

Bidirectional RNNs

​ 将两层RNNs叠加在一起,当前时刻输出(第t步的输出)不仅仅与之前序列有关,还与之后序列有关。例如:为了预测一个语句中的缺失词语,就需要该词汇的上下文信息。Bidirectional RNNs是一个相对较简单的RNNs,是由两个RNNs上下叠加在一起组成的。输出由前向RNNs和后向RNNs共同决定。
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CNN-LSTMs

该模型中,CNN用于提取对象特征,LSTMs用于预测。CNN由于卷积特性,其能够快速而且准确地捕捉对象特征。LSTMs的优点:能够捕捉数据间的长时依赖性。
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Bidirectional LSTMs

有两层LSTMs。 一层处理过去的训练信息,另一层处理将来的训练信息。
通过前向LSTMs获得前向隐藏状态,后向LSTMs获得后向隐藏状态,当前隐藏状态是前向隐藏状态与后向隐藏状态的组合。
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门控循环单元(GRU)

(14年提出)是一般的RNNs的变型版本,其主要是从以下两个方面进行改进。
1.以语句为例,序列中不同单词处的数据对当前隐藏层状态的影响不同,越前面的影响越小,即每个之前状态对当前的影响进行了距离加权,距离越远,权值越小。
2.在产生误差error时,其可能是由之前某一个或者几个单词共同造成,所以应当对对应的单词weight进行更新。GRUs的结构如下图所示。GRUs首先根据当前输入单词向量word vector以及前一个隐藏层状态hidden state计算出update gate和reset gate。再根据reset gate、当前word vector以及前一个hidden state计算新的记忆单元内容(new memory content)。当reset gate为1的时候,new memory content忽略之前所有memory content,最终的memory是由之前的hidden state与new memory content一起决定。
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GRU(门控循环单元)也是一种循环神经网络(RNN)的变体,用于处理序列数据。与LSTM相比,GRU的结构相对简单,但它仍然能够有效地捕获序列数据中的长期依赖关系。

GRU的结构由两部分组成:更新门和重置门。更新门用于控制上一时刻隐藏状态对当前时刻隐藏状态的贡献程度,而重置门用于控制当前输入对当前时刻隐藏状态的更新程度。

在GRU中,更新门的作用类似于LSTM中的遗忘门和输入门,它决定了上一时刻隐藏状态对当前时刻隐藏状态的影响程度。重置门则控制着当前输入对当前时刻隐藏状态的更新程度。

GRU的公式如下:

  1. 更新门: z t = σ ( W z ∗ [ h t − 1 , x t ] + b z ) z_t = σ(W_z * [h_{t-1}, x_t] + b_z) zt​=σ(Wz​∗[ht−1​,xt​]+bz​)
  2. 重置门: r t = σ ( W r ∗ [ h t − 1 , x t ] + b r ) r_t = σ(W_r * [h_{t-1}, x_t] + b_r) rt​=σ(Wr​∗[ht−1​,xt​]+br​)
  3. 候选隐藏状态: h t ′ = t a n h ( W ∗ [ r t ∗ h t − 1 , x t ] + b ) h'_t = tanh(W * [r_t * h_{t-1}, x_t] + b) ht′​=tanh(W∗[rt​∗ht−1​,xt​]+b)
  4. 最终隐藏状态: h t = ( 1 − z t ) ∗ h t − 1 + z t ∗ h t ′ h_t = (1 - z_t) * h_{t-1} + z_t * h'_t ht​=(1−zt​)∗ht−1​+zt​∗ht′​

其中, W z 、 W r W_z、W_r Wz​、Wr​是权重矩阵, b z 、 b r b_z、b_r bz​、br​是偏置项, σ σ σ是sigmoid激活函数, t a n h tanh tanh是双曲正切激活函数。

与LSTM类似,在训练过程中,我们需要计算损失函数(loss function)的值,然后通过反向传播算法(backpropagation)来更新权重和偏置项。GRU的梯度反向传播过程也涉及复杂的计算和动态规划技巧。

需要注意的是,虽然GRU相对于LSTM在结构上更为简单,但在某些任务上可能表现不如LSTM。因此,在实际应用中,选择LSTM或GRU应该根据具体任务和数据的特点来进行决策。

LSTM、RNN、GRU区别?

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与LSTM相比,GRU内部少了一个”门控“,参数比LSTM少,但是却也能够达到与LSTM相当的功能。考虑到硬件的计算能力和时间成本,因而很多时候我们也就会选择更加实用的GRU。

LSTM是如何实现长短期记忆功能的?

LSTM(长短期记忆网络)通过引入门控机制来实现长期记忆功能。这些门控机制允许LSTM有选择地遗忘、更新和输出信息,从而有效地管理信息的流动。

具体来说,LSTM包含三个门控:遗忘门、输入门和输出门。遗忘门控制着输入x和上一层隐藏层输出h被遗忘的程度大小,即决定是否保留之前的信息。当输入的序列中没有重要的信息时,LSTM的遗忘门的数值接近于1,更新门的数据接近于0,此时过去的记忆会被保存,从而实现了长期的记忆功能。当输入的序列中出现了重要的信息时,LSTM应该把其存入记忆时,此时更新门的数值将接近于1。

输入门控制着输入x和当前计算的状态更新到记忆单元的程度大小。它由输入门(input gate)与tanh神经网络层和一个按位乘操作构成。记忆门决定了当前时刻的记忆状态有多少来自于之前的记忆。

输出门控制着输入x和当前输出取决于当前记忆单元的程度大小。输出门(output gate)与函数以及按位乘操作共同作用将细胞状态和输入信号传递到输出端。

总之,LSTM通过精心设计的门控机制来实现长期记忆功能,使得模型能够更好地捕捉序列数据中的长期依赖关系。

LSTM的原理、写LSTM的公式、手推LSTM的梯度反向传播

LSTM是一种特殊的循环神经网络(RNN),用于处理具有长期依赖关系的序列数据。它的核心思想是通过引入门控机制来控制信息的流动,从而避免长期依赖问题。LSTM的结构由细胞状态和输出向量两部分组成,通过遗忘门、输入门和输出门来控制信息的传递。

LSTM的公式如下:

  1. 遗忘门: f t = σ ( W f ∗ [ h t − 1 , x t ] + b f ) f_t = σ(W_f * [h_{t-1}, x_t] + b_f) ft​=σ(Wf​∗[ht−1​,xt​]+bf​)
  2. 输入门: i t = σ ( W i ∗ [ h t − 1 , x t ] + b i ) i_t = σ(W_i * [h_{t-1}, x_t] + b_i) it​=σ(Wi​∗[ht−1​,xt​]+bi​)
  3. 更新单元: c t = f t ∗ c t − 1 + i t ∗ t a n h ( W c ∗ [ h t − 1 , x t ] + b c ) c_t = f_t * c_{t-1} + i_t * tanh(W_c * [h_{t-1}, x_t] + b_c) ct​=ft​∗ct−1​+it​∗tanh(Wc​∗[ht−1​,xt​]+bc​)
  4. 输出门: o t = σ ( W o ∗ [ h t − 1 , x t ] + b o ) o_t = σ(W_o * [h_{t-1}, x_t] + b_o) ot​=σ(Wo​∗[ht−1​,xt​]+bo​)
  5. 隐藏状态: h t = o t ∗ t a n h ( c t ) h_t = o_t * tanh(c_t) ht​=ot​∗tanh(ct​)

其中, W f 、 W i 、 W c W_f、W_i、W_c Wf​、Wi​、Wc​和 W o W_o Wo​是权重矩阵, b f 、 b i 、 b c b_f、b_i、b_c bf​、bi​、bc​和 b o b_o bo​是偏置项, σ σ σ是sigmoid激活函数, t a n h tanh tanh是双曲正切激活函数。

在训练过程中,我们需要计算损失函数(loss function)的值,然后通过反向传播算法(backpropagation)来更新权重和偏置项。LSTM的梯度反向传播过程如下:

  1. 根据当前输入x和前一时刻的隐藏状态 h t − 1 h_{t-1} ht−1​,计算当前时刻的各个门控值和隐藏状态 h t h_t ht​。
  2. 根据损失函数和隐藏状态 h t h_t ht​,计算损失对权重和偏置项的梯度。
  3. 使用梯度下降或其他优化算法来更新权重和偏置项。
  4. 重复步骤1-3,直到达到收敛或指定的训练轮数。

需要注意的是,LSTM的梯度反向传播过程可能会涉及到复杂的计算和动态规划技巧,因为每个时间步的梯度都依赖于前面时间步的计算结果。在实际应用中,可以使用成熟的深度学习框架(如TensorFlow或PyTorch)来实现LSTM的训练和推断过程。

RNN、LSTM、GRU详解 在深度学习领域,序列数据(如语音识别、机器翻译、文本生成等)广泛应用于自然语言处理(NLP)、时间序列预测、语音和视频处理等任务中。针对序列数据,循环神经网络(RNN, Recurrent Neural Network)及其改进版本——长短时记忆网络(LSTM, Long Short-Term Memory)和门控循环单元(GRU, Gated Recurrent Unit)成为处理时序任务的核心模型。RNN 是一种具有记忆能力的神经网络,能够处理序列数据(如文本、音频、时间序列信号)。 阅读详情

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深度学习工具包Deprecation notice.-----This toolbox is outdated and no longer maintained.There are much better tools available for deep learning than this toolbox, e.g. [Theano](http://deeplearning.net/software/theano/), [torch](http://torch.ch/) or [tensorflow](http://www.tensorflow.org/)I would suggest you use one of the tools mentioned above rather than use this toolbox.Best, Rasmus.DeepLearnToolbox================A Matlab toolbox for Deep Learning.Deep Learning is a new subfield of machine learning that focuses on learning deep hierarchical models of data.It is inspired by the human brain's apparent deep (layered, hierarchical) architecture.A good overview of the theory of Deep Learning theory is[Learning Deep Architectures for AI](http://www.iro.umontreal.ca/~bengioy/papers/ftml_book.pdf)For a more informal introduction, see the following videos by Geoffrey Hinton and Andrew Ng.* [The Next Generation of Neural Networks](http://www.youtube.com/watch?v=AyzOUbkUf3M) (Hinton, 2007)* [Recent Developments in Deep Learning](http://www.youtube.com/watch?v=VdIURAu1-aU) (Hinton, 2010)* [Unsupervised Feature Learning and Deep Learning](http://www.youtube.com/watch?v=ZmNOAtZIgIk) (Ng, 2011)If you use this toolbox in your research please cite [Prediction as a candidate for learning deep hierarchical models of data](http://www2.imm.dtu.dk/pubdb/views/publication_details.php?id=6284)```@MASTERSTHESIS\{IMM2012-06284, author = "R. B. Palm", title = "Prediction as a candidate for learning deep hierarchical models of data", year = "2012",}```Contact: rasmusbergpalm at gmail dot comDirectories included in the toolbox-----------------------------------`NN/` - A library for Feedforward Backpropagation Neural Networks`CNN/` - A library for Convolutional Neural Networks`DBN/` - A library for Deep Belief Networks`SAE/` - A library for Stacked Auto-Encoders`CAE/` - A library for Convolutional Auto-Encoders`util/` - Utility functions used by the libraries`data/` - Data used by the examples`tests/` - unit tests to verify toolbox is workingFor references on each library check REFS.mdSetup-----1. Download.2. addpath(genpath('DeepLearnToolbox'));Example: Deep Belief Network---------------------```matlabfunction test_example_DBNload mnist_uint8;train_x = double(train_x) / 255;test_x = double(test_x) / 255;train_y = double(train_y);test_y = double(test_y);%% ex1 train a 100 hidden unit RBM and visualize its weightsrand('state',0)dbn.sizes = [100];opts.numepochs = 1;opts.batchsize = 100;opts.momentum = 0;opts.alpha = 1;dbn = dbnsetup(dbn, train_x, opts);dbn = dbntrain(dbn, train_x, opts);figure; visualize(dbn.rbm{1}.W'); % Visualize the RBM weights%% ex2 train a 100-100 hidden unit DBN and use its weights to initialize a NNrand('state',0)%train dbndbn.sizes = [100 100];opts.numepochs = 1;opts.batchsize = 100;opts.momentum = 0;opts.alpha = 1;dbn = dbnsetup(dbn, train_x, opts);dbn = dbntrain(dbn, train_x, opts);%unfold dbn to nnnn = dbnunfoldtonn(dbn, 10);nn.activation_function = 'sigm';%train nnopts.numepochs = 1;opts.batchsize = 100;nn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.10, 'Too big error');```Example: Stacked Auto-Encoders---------------------```matlabfunction test_example_SAEload mnist_uint8;train_x = double(train_x)/255;test_x = double(test_x)/255;train_y = double(train_y);test_y = double(test_y);%% ex1 train a 100 hidden unit SDAE and use it to initialize a FFNN% Setup and train a stacked denoising autoencoder (SDAE)rand('state',0)sae = saesetup([784 100]);sae.ae{1}.activation_function = 'sigm';sae.ae{1}.learningRate = 1;sae.ae{1}.inputZeroMaskedFraction = 0.5;opts.numepochs = 1;opts.batchsize = 100;sae = saetrain(sae, train_x, opts);visualize(sae.ae{1}.W{1}(:,2:end)')% Use the SDAE to initialize a FFNNnn = nnsetup([784 100 10]);nn.activation_function = 'sigm';nn.learningRate = 1;nn.W{1} = sae.ae{1}.W{1};% Train the FFNNopts.numepochs = 1;opts.batchsize = 100;nn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.16, 'Too big error');```Example: Convolutional Neural Nets---------------------```matlabfunction test_example_CNNload mnist_uint8;train_x = double(reshape(train_x',28,28,60000))/255;test_x = double(reshape(test_x',28,28,10000))/255;train_y = double(train_y');test_y = double(test_y');%% ex1 Train a 6c-2s-12c-2s Convolutional neural network %will run 1 epoch in about 200 second and get around 11% error. %With 100 epochs you'll get around 1.2% errorrand('state',0)cnn.layers = { struct('type', 'i') %input layer struct('type', 'c', 'outputmaps', 6, 'kernelsize', 5) %convolution layer struct('type', 's', 'scale', 2) %sub sampling layer struct('type', 'c', 'outputmaps', 12, 'kernelsize', 5) %convolution layer struct('type', 's', 'scale', 2) %subsampling layer};cnn = cnnsetup(cnn, train_x, train_y);opts.alpha = 1;opts.batchsize = 50;opts.numepochs = 1;cnn = cnntrain(cnn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = cnntest(cnn, test_x, test_y);%plot mean squared errorfigure; plot(cnn.rL);assert(er<0.12, 'Too big error');```Example: Neural Networks---------------------```matlabfunction test_example_NNload mnist_uint8;train_x = double(train_x) / 255;test_x = double(test_x) / 255;train_y = double(train_y);test_y = double(test_y);% normalize[train_x, mu, sigma] = zscore(train_x);test_x = normalize(test_x, mu, sigma);%% ex1 vanilla neural netrand('state',0)nn = nnsetup([784 100 10]);opts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samples[nn, L] = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.08, 'Too big error');%% ex2 neural net with L2 weight decayrand('state',0)nn = nnsetup([784 100 10]);nn.weightPenaltyL2 = 1e-4; % L2 weight decayopts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samplesnn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');%% ex3 neural net with dropoutrand('state',0)nn = nnsetup([784 100 10]);nn.dropoutFraction = 0.5; % Dropout fraction opts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samplesnn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');%% ex4 neural net with sigmoid activation functionrand('state',0)nn = nnsetup([784 100 10]);nn.activation_function = 'sigm'; % Sigmoid activation functionnn.learningRate = 1; % Sigm require a lower learning rateopts.numepochs = 1; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 100; % Take a mean gradient step over this many samplesnn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');%% ex5 plotting functionalityrand('state',0)nn = nnsetup([784 20 10]);opts.numepochs = 5; % Number of full sweeps through datann.output = 'softmax'; % use softmax outputopts.batchsize = 1000; % Take a mean gradient step over this many samplesopts.plot = 1; % enable plottingnn = nntrain(nn, train_x, train_y, opts);[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');%% ex6 neural net with sigmoid activation and plotting of validation and training error% split training data into training and validation datavx = train_x(1:10000,:);tx = train_x(10001:end,:);vy = train_y(1:10000,:);ty = train_y(10001:end,:);rand('state',0)nn = nnsetup([784 20 10]); nn.output = 'softmax'; % use softmax outputopts.numepochs = 5; % Number of full sweeps through dataopts.batchsize = 1000; % Take a mean gradient step over this many samplesopts.plot = 1; % enable plottingnn = nntrain(nn, tx, ty, opts, vx, vy); % nntrain takes validation set as last two arguments (optionally)[er, bad] = nntest(nn, test_x, test_y);assert(er < 0.1, 'Too big error');```[![Bitdeli Badge](https://d2weczhvl823v0.cloudfront.net/rasmusbergpalm/deeplearntoolbox/trend.png)](https://bitdeli.com/free "Bitdeli Badge")

循环神经网络RNN、LSTM、GRU原理详解

一、写在前面 这部分内容应该算是近几年发展中最基础的部分了,但是发现自己忘得差不多了,很多细节记得不是很清楚了,故写这篇博客,也希望能够用更简单清晰的思路来把这部分内容说清楚,以此能够帮助更多的朋友,对于理解错误的地方也希望各位能够留下宝贵的意见,觉得不错别忘了点赞鼓励一下。 二、循环(递归)神经网络RNN 1、神经网络 在开始RNN之前我们先简单的回顾一下神经网络,下图就是一个简单的神经网络的示...

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深度学习基础入门篇-序列模型[11]:循环神经网络 RNN、长短时记忆网络LSTM、门控循环单元GRU原理和应用详解

RNN会从左到右逐词阅读这个句子,并不断调用一个相同的RNN Cell来处理时序信息,每阅读一个单词,RNN首先将本时刻。

丨汀、的博客 4858

RNN、LSTM、GRU的原理和实现

个人博客:http://www.chenjianqu.com/ 原文链接:http://www.chenjianqu.com/show-41.html 用python实现了经典的RNN,LSTM和GRU单元以便更加深入的理解。 RNN 你在阅读这个句子时,你是一个词一个词地阅读(或者说,眼睛一次扫视一次扫视地阅读),同时会记住之前的内容。这让你能够动态理解这个句子所传达的...

陈建驱的博客 3490

大话循环神经网络RNN、LSTM、GRU

一文极速了解循环神经网络RNN、LSTM、GRU!

全栈O-Jay的博客 4142

深入解析 RNN、LSTM 与 GRU:原理、特点及适用范围

本文详细解析了循环神经网络(RNN)、长短期记忆网络(LSTM)和门控循环单元(GRU)三种模型的原理与特点。RNN结构简单但存在短期记忆缺陷,适合短序列任务;LSTM通过门控机制解决了长期依赖问题,适用于复杂序列任务但计算成本高;GRU在保持LSTM优势的同时简化结构,平衡了性能与效率。实际应用中应根据任务需求选择:短序列用RNN,高精度长序列用LSTM,平衡效率与性能则选GRU。理解三种模型特性对选择合适工具至关重要。

m0_52700943的博客 2048

GRU、LSTM、双向循环神经网络

动手学深度学习笔记一、门控循环单元(GRU)1.重置门和更新门2.候选隐状态3.隐状态4.PyTorch代码二、长短期记忆网络(LSTM)1.输入门、忘记门和输出门2.记忆元3.隐状态4.PyTorch代码三、深度循环神经网络四、双向循环神经网络 学习GRU和LSTM之前可以先看 RNN基础代码-PyTorch 这篇博客 一、门控循环单元(GRU) 1.重置门和更新门 重置⻔允许我们控制“可能还想记住”的过去状态的数量;更新⻔将允许我们控制新状态中有多少个是旧状态的副本。 Rt=σ(XtWxr+Ht−1

weixin_51221144的博客 2076

RNN、LSTM与GRU循环神经网络的深度探索与实战

RNN的核心在于其隐藏层中的节点之间存在循环连接,这种结构允许网络保持对之前输入的记忆,从而在处理序列数据时能够考虑上下文信息。输入层:在每个时间步ttt,接收一个输入向量xtx_txt​。隐藏层:包含一组神经元,每个神经元接收当前时间步的输入xtx_txt​和上一时间步隐藏层的状态ht−1h_{t-1}ht−1​作为输入,输出当前时间步的隐藏状态hth_tht​。隐藏层之间的循环连接是RNN的关键特性。输出层:基于当前时间步的隐藏状态hth_tht​。

qq_42538588的博客 2107

循环神经网络(RNN)、LSTM 与 GRU (一)

本文介绍了三种处理序列数据的神经网络模型:RNN、LSTM和GRU。RNN是最基础的循环神经网络,能够建模序列信息但存在梯度消失问题。LSTM通过引入门控机制和细胞状态解决了长期依赖问题,但计算复杂度较高。GRU作为LSTM的简化版本,仅保留更新门和重置门,在保持性能的同时提高了计算效率。三种模型各有特点:RNN适合简单序列任务,LSTM擅长长序列建模,GRU则在速度和效果间取得平衡。实际应用中可根据任务需求选择合适的模型结构。

Hao_diedie的博客 1688
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