论文笔记:Learning Phrase Representations using RNN Encoder–Decoder for Statistical Machine Translation

本文介绍了一种使用RNN Encoder-Decoder进行统计机器翻译的方法,重点在于改进的隐藏节点——GRU。GRU简化了LSTM的结构,通过reset和update门控制信息流,增强模型的记忆能力。研究中,GRU在解决NLP问题,尤其是机器翻译任务上表现出色,同时通过优化避免了仅依赖词频评分的问题。

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Learning Phrase Representations using RNN Encoder–Decoder for Statistical Machine Translation


这篇论文是为解决natural language processing (NLP)领域的问题。 应用RNN encoder-decoder技术进行静态机器翻译(英语–>法语 -_-,作为中国人,我总以为会转换成汉语,然而非也)。 encoder and decoder分别为一个RNN结构,encoder可以将不定长序列转换成定长序列,decoder的作用与之相反。此外,使用了隐藏节点来增强记忆功能,使训练更加容易。本文创新点主要就在隐藏节点上,是对LSTM进行的改进,运算速度更快。该方法能够很好地获取语义规则,保护语义和语法结构。

看图就能总体上明白这篇文章要讲的是什么。
这里写图片描述

主要训练过程,连接这两个RNN,使最大似然函数取最大值。这个是可微分的模型,可以使用梯度下降来训练。这里讲的比较笼统,中间过程略去,只说会得到中间状态ht

### Gated Recurrent Unit (GRU) 原始论文下载 Gated Recurrent Unit (GRU) 是一种简化版的循环神经网络单元,最初由 Cho 等人在 2014 年提出。该方法通过引入更新门和重置门来解决传统 RNN 中存在的梯度消失问题[^3]。以下是 GRU 的原始论文及其 PDF 下载链接: #### 论文基本信息 - **标题**: Learning Phrase Representations using RNN EncoderDecoder for Statistical Machine Translation - **作者**: Kyunghyun Cho, Bart van Merriënboer, Caglar Gulcehre, Dzmitry Bahdanau, Fethi Bougares, Holger Schwenk, Yoshua Bengio - **发表年份**: 2014 - **会议**: EMNLP 这篇论文首次提出了 Gated Recurrent Unit (GRU),并将其应用于序列到序列的学习任务中。 #### 下载地址 可以通过以下链接获取原始论文的 PDF 文件: - [Learning Phrase Representations using RNN EncoderDecoder for Statistical Machine Translation](https://arxiv.org/pdf/1406.1078.pdf) #### 关键概念回顾 在 GRU 中,最小化参数数量的同时保留了类似于完全门控单元的功能。具体来说,更新门和重置门被合并为遗忘门向量,这改变了输出向量方程的形式[^2]。这种设计使得 GRU 在计算效率上优于 LSTM,同时仍能有效捕捉长期依赖关系。 ```python import torch import torch.nn as nn class GRUCell(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size): super(GRUCell, self).__init__() self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size # 定义权重矩阵 self.W_z = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.U_z = nn.Linear(hidden_size, hidden_size) self.W_r = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.U_r = nn.Linear(hidden_size, hidden_size) self.W_h = nn.Linear(input_size, hidden_size) self.U_h = nn.Linear(hidden_size, hidden_size) def forward(self, x, h_prev): z_t = torch.sigmoid(self.W_z(x) + self.U_z(h_prev)) # 更新门 r_t = torch.sigmoid(self.W_r(x) + self.U_r(h_prev)) # 重置门 n_t = torch.tanh(self.W_h(x) + r_t * self.U_h(h_prev)) # 新候选状态 h_t = (1 - z_t) * n_t + z_t * h_prev # 当前隐藏状态 return h_t ``` 上述代码展示了如何手动实现一个简单的 GRU 单元,其中 `z_t` 和 `r_t` 分别表示更新门和重置门。 ---
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