深度學習 迴圈網路 RNN

2022-06-30 15:12:13 字數 1768 閱讀 3842

迴圈網路區別於之前提到的前饋網路在於,它能夠將每一層的輸出帶到後面的神經層,使用state向量來儲存和傳遞處理過的資訊,用遞迴函式表示如下。

\[s_i = f(s_,x_i),這裡的s_i表示新的狀態,s_表示前乙個狀態,x_i則是輸入

\]用圖來表示,

舉個例子,

\[s_i = tanh(w_ss_ + w_xx_i + b),這裡的兩個w矩陣是不一樣的,表示state和input不共享引數

訓練的大題步驟與其他神經網路類似,這裡不展開了。

rnn雖然可以捕獲長文字資訊,但是實際上較早出現的資訊會發生逐漸淡化的問題,也就是vanishing grandients,在backpropagation過程中梯度可能會丟失!怎麼辦?有人就提出了lstm模型,全名long short term memory,使用「記憶單元」來儲存梯度,再通過「門」(向量,每個元素都是概率)來決定哪些需要被記住哪些需要被忘記。我們通過一張圖來對比一下rnn和lstm的結構,

這裡我們用公式表達一下lstm的結構,

這裡的f表示遺忘門,i表示輸入,o表示輸出,c表示記憶單元,h表示結果輸出,可以發現他其實是在做三件事,乙個是忘記一部分輸入資訊,乙個是抽取新輸入的資訊然後更新記憶單元,最後乙個是結果記憶單元和輸入資訊做輸出。

這個記憶單元也有許多變形,如peephole connections,gated recurrent unit (gru)。同時對lstm本身也有許多變形,如multilayer-lstm,bidirectional lstm

關於lstm詳解,參考

rnn模型在許多nlp任務都有很好的應用,如生成文字,文字分類,序列標註……

優點:‣ has the ability to capture long range contexts

‣ excellent generalisation

‣ just like feedforward networks: flexible, so it can be used for all sorts of tasks

‣ common component in a number of nlp tasks

缺點:‣ slower than feedforward networks due to sequential processing

‣ in practice still doesn』t capture long range dependency very well (evident when generating long text)

深度學習 迴圈神經網路(RNN)

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