PyTorch-RNN笔记

本文深入探讨了时间序列处理中的RNN和LSTM模型,对比了两种模型的特性,详细解释了LSTM如何通过引入闸门机制解决梯度弥散问题,以及在PyTorch中的具体应用。
  1. 时间序列
    1. 采用两种数据表示方式:[word_num, batch, word_vec]和[batch, word_num, word_vec]
    2. PyTorch中Embedding有两种表示方式:word2vec和GloVe,而且已经提供了实现方式。
      3)PyTorch中使用nn.Embedding执行查表操作,使用PyTorch中面向自然语言处理的torchnlp包可以实现。使用GloVe是一种编码方式,会直接下载一个2.18GB大小的文件,可以直接使用。
    3. 也可以将输入图片看做时序信号,从上到下每个时间点对应一行像素点!
  2. 用RNN对时间信号序列进处理:
    1. 公式化表示:
      ht = fW(ht-1, xt)
      ||
      ht = tanh(Whhht-1+Wxhxt)
      yt = Whyht
      NOTE:这里Whh和Wxh是权值共享的!
  3. RNN训练
    1. 梯度经验值是在10左右比较合适,如果大于100就会出现梯度爆炸的情形了!对于梯度爆炸,可以使用torch.nn.utils.clip_grad_norm(grad, threshold)对梯度grad进行修改,使梯度的值控制在threshold的范围内,即缩小了梯度的值但并没有改变其方向!
  4. LSTM
    1. 用LSTM解决梯度弥散问题!
    2. RNN的memory是short-term-memory,只能记住相近的信息;LSTM(Long short term memory)将记忆的时间序列加长了!
    3. 对记忆信息ht-1,应用一个"闸门"有目的性的进行过滤,对当下的信息xt也应用一个“闸门”,然后对这两者进行一个“结合”,最后输出的使用也应用一个“闸门”控制信息的输出量!采用sigmoid函数控制输出量!
      在这里插入图片描述
      这里的memory还是Ct,而ht是在Ct基础上的逻辑输出,是直接拿来用的部分,而Ct会继续维护在LSTM里面!
      在这里插入图片描述
      形式化表示如上图,更加形式化的理解如下图(0表示打开,1表示关闭)
      在这里插入图片描述
    4. PyTorch中LSTM的使用
    5. Embedding层本质上是一张表
先看效果: https://renmaiwang.cn/s/jkhfz Hue系列产品将具备高度的个性化定制能力,并且借助内置红、蓝、绿三原色LED的灯泡,能够混合生成1600万种不同色彩的灯光。 整个操作流程完全由安装于iPhone上的应用程序进行管理。 这一创新举措为智能照明控制领域带来了新的启示,国内相关领域的从业者也积极投身于相关研究。 鉴于Hue产品采用WiFi无线连接方式,而国内WiFi网络尚未全面覆盖,本研究选择应用更为普及的蓝牙技术,通过手机蓝牙与单片机进行数据交互,进而产生可调节占空比的PWM信号,以此来控制LED驱动电路,实现LED的调光功能以及DIY调色方案。 本文重点阐述了一种基于手机蓝牙通信的LED灯设计方案,该方案受到飞利浦Hue智能灯泡的启发,但考虑到国内WiFi网络的覆盖限制,故而选用更为通用的蓝牙技术。 以下为相关技术细节的详尽介绍:1. **智能照明控制系统**:智能照明控制系统允许用户借助手机应用程序实现远程控制照明设备,提供个性化的调光及色彩调整功能。 飞利浦Hue作为行业领先者,通过红、蓝、绿三原色LED的混合,能够呈现1600万种颜色,实现了全面的定制化体验。 2. **蓝牙通信技术**:蓝牙技术是一种低成本、短距离的无线传输方案,工作于2.4GHz ISM频段,具备即插即用和强抗干扰能力。 蓝牙协议栈由硬件层和软件层构成,提供通用访问Profile、服务发现应用Profile以及串口Profiles等丰富功能,确保不同设备间的良好互操作性。 3. **脉冲宽度调制调光**:脉冲宽度调制(PWM)是一种高效能的调光方式,通过调节脉冲宽度来控制LED的亮度。 当PWM频率超过200Hz时,人眼无法察觉明显的闪烁现象。 占空比指的...
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