李沐57_长短期记忆网络LSTM——自学笔记

LSTM

1.忘记门:将值朝着0减少

2.输入门:决定不是忽略掉输入数据

3.输出门:决定是不是使用隐状态

python 复制代码
!pip install --upgrade d2l==0.17.5  #d2l需要更新

首先加载时光机器数据集。

python 复制代码
import torch
from torch import nn
from d2l import torch as d2l

batch_size, num_steps = 32, 35
train_iter, vocab = d2l.load_data_time_machine(batch_size, num_steps)
Downloading ../data/timemachine.txt from http://d2l-data.s3-accelerate.amazonaws.com/timemachine.txt...

初始化模型参数:超参数num_hiddens定义隐藏单元的数量。 我们按照标准差0.01的高斯分布初始化权重,并将偏置项设为0。

python 复制代码
def get_lstm_params(vocab_size, num_hiddens, device):
    num_inputs = num_outputs = vocab_size

    def normal(shape):
        return torch.randn(size=shape, device=device)*0.01

    def three():
        return (normal((num_inputs, num_hiddens)),
                normal((num_hiddens, num_hiddens)),
                torch.zeros(num_hiddens, device=device))

    W_xi, W_hi, b_i = three()  # 输入门参数
    W_xf, W_hf, b_f = three()  # 遗忘门参数
    W_xo, W_ho, b_o = three()  # 输出门参数
    W_xc, W_hc, b_c = three()  # 候选记忆元参数
    # 输出层参数
    W_hq = normal((num_hiddens, num_outputs))
    b_q = torch.zeros(num_outputs, device=device)
    # 附加梯度
    params = [W_xi, W_hi, b_i, W_xf, W_hf, b_f, W_xo, W_ho, b_o, W_xc, W_hc,
              b_c, W_hq, b_q]
    for param in params:
        param.requires_grad_(True)
    return params

定义模型:长短期记忆网络的隐状态需要返回一个额外的记忆元, 单元的值为0,形状为(批量大小,隐藏单元数)。

python 复制代码
def init_lstm_state(batch_size, num_hiddens, device):
    return (torch.zeros((batch_size, num_hiddens), device=device),
            torch.zeros((batch_size, num_hiddens), device=device))

实际模型的定义与我们前面讨论的一样: 提供三个门和一个额外的记忆元。

python 复制代码
def lstm(inputs, state, params):
    [W_xi, W_hi, b_i, W_xf, W_hf, b_f, W_xo, W_ho, b_o, W_xc, W_hc, b_c,
     W_hq, b_q] = params
    (H, C) = state
    outputs = []
    for X in inputs:
        I = torch.sigmoid((X @ W_xi) + (H @ W_hi) + b_i)
        F = torch.sigmoid((X @ W_xf) + (H @ W_hf) + b_f)
        O = torch.sigmoid((X @ W_xo) + (H @ W_ho) + b_o)
        C_tilda = torch.tanh((X @ W_xc) + (H @ W_hc) + b_c)
        C = F * C + I * C_tilda
        H = O * torch.tanh(C)
        Y = (H @ W_hq) + b_q
        outputs.append(Y)
    return torch.cat(outputs, dim=0), (H, C)

训练和预测:引入的RNNModelScratch类来训练一个长短期记忆网络

python 复制代码
vocab_size, num_hiddens, device = len(vocab), 256, d2l.try_gpu()
num_epochs, lr = 500, 1
model = d2l.RNNModelScratch(len(vocab), num_hiddens, device, get_lstm_params,
                            init_lstm_state, lstm)
d2l.train_ch8(model, train_iter, vocab, lr, num_epochs, device)
perplexity 1.3, 28797.1 tokens/sec on cuda:0
time traveller abt whther werl wechat said al somick and the a s
traveller whthe graid that ore seellon twatere whree time s

简洁实现

python 复制代码
num_inputs = vocab_size
lstm_layer = nn.LSTM(num_inputs, num_hiddens)
model = d2l.RNNModel(lstm_layer, len(vocab))
model = model.to(device)
d2l.train_ch8(model, train_iter, vocab, lr, num_epochs, device)
perplexity 1.0, 319759.1 tokens/sec on cuda:0
time traveller for so it will be convenient to speak of himwas e
travelleryou can show black is white by argument said filby
相关推荐
喜欢猪猪5 分钟前
注解的原理?如何自定义注解?
java·数据库·python
小白探索世界欧耶!~6 分钟前
使用patch-package自动修改node_modules中的内容/打补丁
前端·经验分享·笔记
屿小夏.6 分钟前
Python实现万花筒效果:创造炫目的动态图案
开发语言·python·pygame
又逢乱世7 分钟前
[Python学习篇] Python函数
python
云起无垠13 分钟前
【论文速读】|MEDFUZZ:探索大语言模型在医学问题回答中的鲁棒性
人工智能·语言模型·自然语言处理
charles_vaez16 分钟前
开源模型应用落地-FastAPI-助力模型交互-WebSocket篇(六)
深度学习·websocket·语言模型·langchain·fastapi
我爱学Python!16 分钟前
基于大语言模型LangChain框架:知识库问答系统实践
人工智能·语言模型·自然语言处理·langchain·大语言模型·ai大模型·多模态大模型
龙的爹233319 分钟前
论文翻译 | PRCA:通过可插拔奖励驱动的上下文适配器拟合用于检索问答的黑盒大语言模型
人工智能·语言模型·自然语言处理·nlp
码上飞扬21 分钟前
开源语音转文本Speech-to-Text大模型实战之Wav2Vec篇
人工智能·文本转语音·wav2vec·speech-to-text
IT海中的小浪花21 分钟前
《昇思25天学习打卡营第11天 | 昇思MindSpore基于 MindSpore 实现 BERT 对话情绪识别》
人工智能·学习·bert