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
牧羊人.3332 小时前
动手学深度学习 02 | 手写数字识别
图像处理·人工智能·深度学习·算法
熊猫钓鱼>_>2 小时前
鸿蒙AI Agent新范式:从“对话式辅助”到“工程化代理”的Harness架构实战解析
人工智能·笔记·学习·华为·架构·harmonyos
李可以量化2 小时前
Redis Client 从了解到精通(六)下:redis-py 时间、库管理与持久化辅助函数详解
python
晓窗科技2 小时前
AI基座哪家好
大数据·人工智能·python
paopao_djshddhdj2 小时前
钉钉AI培训系统详解:适用行业与落地实践
人工智能
suaizai_2 小时前
LangChain核心概念一文全解析:从Prompt到Agent
人工智能
johnsong2 小时前
AI实验室人才战争:DeepMind流失117人、Anthropic反向净流入,一组数据揭示了什么?
人工智能
麻雀飞吧2 小时前
学量化:看到“近期工具推荐”时,先问工具要解决什么问题
人工智能·python
jayson.h2 小时前
python——pdf编辑
前端·python·pdf
聪明蛋子哟2 小时前
多智能体协作的三种模式:从群聊到分层,如何设计可扩展的Agent系统
后端·python·flask