李沐56_门控循环单元——自学笔记

关注每一个序列

1.不是每个观察值都是同等重要

2.想只记住的观察需要:能关注的机制(更新门 update gate)、能遗忘的机制(重置门 reset gate)

python 复制代码
!pip install --upgrade d2l==0.17.5  #d2l需要更新
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)
复制代码
Downloading ../data/timemachine.txt from http://d2l-data.s3-accelerate.amazonaws.com/timemachine.txt...

下一步是初始化模型参数。 我们从标准差为0.01的高斯分布中提取权重, 并将偏置项设为0,超参数num_hiddens定义隐藏单元的数量, 实例化与更新门、重置门、候选隐状态和输出层相关的所有权重和偏置。

python 复制代码
def get_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_xz, W_hz, b_z = three()  # 更新门参数
    W_xr, W_hr, b_r = three()  # 重置门参数
    W_xh, W_hh, b_h = three()  # 候选隐状态参数
    # 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_xz, W_hz, b_z, W_xr, W_hr, b_r, W_xh, W_hh, b_h, W_hq, b_q]
    for param in params:
        param.requires_grad_(True)
    return params

将定义隐状态的初始化函数init_gru_state。此函数返回一个形状为(批量大小,隐藏单元个数)的张量,张量的值全部为零。

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

准备定义门控循环单元模型, 模型的架构与基本的循环神经网络单元是相同的, 只是权重更新公式更为复杂。

python 复制代码
def gru(inputs, state, params):
    W_xz, W_hz, b_z, W_xr, W_hr, b_r, W_xh, W_hh, b_h, W_hq, b_q = params
    H, = state
    outputs = []
    for X in inputs:
        Z = torch.sigmoid((X @ W_xz) + (H @ W_hz) + b_z)
        R = torch.sigmoid((X @ W_xr) + (H @ W_hr) + b_r)
        H_tilda = torch.tanh((X @ W_xh) + ((R * H) @ W_hh) + b_h)
        H = Z * H + (1 - Z) * H_tilda
        Y = H @ W_hq + b_q
        outputs.append(Y)
    return torch.cat(outputs, dim=0), (H,)

训练结束后,我们分别打印输出训练集的困惑度, 以及前缀"time traveler"和"traveler"的预测序列上的困惑度。

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_params,
                            init_gru_state, gru)
d2l.train_ch8(model, train_iter, vocab, lr, num_epochs, device)
复制代码
perplexity 1.1, 31831.9 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

简洁实现

python 复制代码
num_inputs = vocab_size
gru_layer = nn.GRU(num_inputs, num_hiddens)
model = d2l.RNNModel(gru_layer, len(vocab))
model = model.to(device)
d2l.train_ch8(model, train_iter, vocab, lr, num_epochs, device)
复制代码
perplexity 1.0, 255484.2 tokens/sec on cuda:0
time traveller for so it will be convenient to speak of himwas e
traveller with a slight accession ofcheerfulness really thi
相关推荐
DolphinDB智臾科技3 分钟前
数智筑基·算启未来 ——2026 AI+金融基础设施前沿创新对话 共探金融智能化发展新路径
人工智能·金融
在所不辞兄7 分钟前
【人工智能驱动的电催化研究-01】人工智能是什么?AI、机器学习、深度学习和神经网络之间有什么区别?
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·有限元仿真·电化学·电催化
xsd202411187 分钟前
VLX-VR:帮你从视频里找出 SOP 的隐藏风向
人工智能
北城笑笑9 分钟前
Vue 106 ,上篇:前端桌面端应用实现方案( Electron 框架详细介绍,Vue + Electron )
前端·javascript·vue.js·python·electron
loulanyue_10 分钟前
AI Agent记忆从不是向量库:Oracle拆解读写分离与记忆晋升门,终结无脑存聊天的伪智能——读Wojtek Pluta演讲
数据库·人工智能·oracle
A7bert77717 分钟前
【MobileSAM部署至RK3588】环境适配→转换RKNN→开发板部署
c++·人工智能·深度学习·目标检测·ubuntu
Ada's19 分钟前
【公司系列】001:墨芯科技
人工智能·科技
HANDY0920022 分钟前
从“不照人”到“剂量达标”:扇叶遮挡式UV-C空气消毒的工程边界与可验证评估框架
开发语言·人工智能·嵌入式硬件·智能家居
lucas_AI30 分钟前
想公开警告 AI 风险?先看看你的合同:DeepMind 员工抗议「终身禁言条款」
人工智能