循环神经网络四-LSTM和GRU的使用

1.介绍

LSTM和GRU都是由torch.nn提供

torch.nn.LSTM(input_size,hidden_size,num_layers,batch_first,dropout,bidirectional) 其中:

1.input_size:输入数据的形状,即embedding_dim

2.hidden_size:隐藏神经元的数量,即每一层由多少个LSTM单元

3.num_layer:即RNN中LSTM的数量

4.batch_first:默认为False,输入数据需要[seq_len,batch,feature],如果为True,则为[batch,seq_len,feature]

5.dropout:dropout的比例,默认为0,dropout是一种训练过程中让部分参数随机失活的一种方式,能够提高训练速度,同时能解决过拟合的问题。这里是在LSTM的最后一层,对每个输出进行dropout

6.bidiretional:是否使用双向LSTM,默认为False

LSTM的输入:结合上一章内容,实例化LSTM的时候不仅要传入数据还要传入前一次的h_0和C_0

LSTM的输出:默认输出为output,(h_n,c_n)

1.output输出形式:(seq_len,batch,num_directions*hidden_size) 当batch_first=False时

2.h_n:(num_layers * num_directions, batch, hidden_size)

3.c_n:(num_layers * num_directions, batch, hidden_size)

二.LSTM使用示例

假设输入为input,形状为10,20,假设embedding的形状是100,30

python 复制代码
import torch

batch_size=10  # 数据的条数
seq_len=20    #  没条数据的长度
embedding_dim=30  # 每条数据用多长的向量来表示
word_vocab=100   # 生成的词典中词语的总数
hidden_size=18   # 隐层中的lstm的个数
num_layer=2  # 多少个隐层

# 准备数据最小值为0最大值为一百的10行20列的数据
input=torch.randint(low=0,high=100,size=(batch_size,seq_len))
# 实例化embedding
embedding=torch.nn.Embedding(word_vocab,embedding_dim)
# 实例化LSTM
lstm=torch.nn.LSTM(embedding_dim,hidden_size,num_layer)
# 进行mebed操作
embed=embedding(input)
print(embed.size())  # torch.Size([10, 20, 30])
# 数据转化为batch_first=False的形状
embed=embed.permute(1,0,2)  # torch.Size([20, 10, 30])

# 初始化状态,如果不初始化,torch默认初始值全为0
h_0=torch.rand(num_layer,batch_size,hidden_size)  #torch.Size([2, 10, 18])

c_0=torch.rand(num_layer,batch_size,hidden_size)  #torch.Size([2, 10, 18])

output,(h_1,c_1)=lstm(embed,(h_0,c_0))  
print(output.size())  #torch.Size([20, 10, 18])
print(c_1.size())  #torch.Size([2, 10, 18])
print(h_1.size())   #torch.Size([2, 10, 18])

三.GRU的使用示例

和LSTM相同,也是从troch.nn中导入,而且参数也和LSTM相同。不同的是输入和输出

1.输入:输入的时候只用输入input和h_0,相比LSTM少了c_0

2.输出:输出两个数据output(seq_len, batch, num_directions*hidden_size),

h_n=(num_layers * num_directions, batch,hidden_size)

四.双向LSTM

如果需要使用双向LSTM,则要将实例化LSTM的过程中,将参数bidriectional设置为True,同时h_0,c_0的维度中num_layer*2

python 复制代码
import torch

batch_size=10  # 数据的条数
seq_len=20    #  没条数据的长度
embedding_dim=30  # 每条数据用多长的向量来表示
word_vocab=100   # 生成的词典中词语的总数
hidden_size=18   # 隐层中的lstm的个数
num_layer=2  # 多少个隐层

# 准备数据最小值为0最大值为一百的10行20列的数据
input=torch.randint(low=0,high=100,size=(batch_size,seq_len))
# 实例化embedding
embedding=torch.nn.Embedding(word_vocab,embedding_dim)
# 实例化LSTM,使用双向LSTM,所以bidirectional设置为True
lstm=torch.nn.LSTM(embedding_dim,hidden_size,num_layer, bidirectional=True)
# 进行mebed操作
embed=embedding(input)
print(embed.size())  # torch.Size([10, 20, 30])
# 数据转化为batch_first=False的形状
embed=embed.permute(1,0,2)  # torch.Size([20, 10, 30])

# 初始化状态,如果不初始化,torch默认初始值全为0,使用双向LSTM时,num_layer要乘2,也就是要两倍的隐藏层来实现双向
h_0=torch.rand(num_layer*2,batch_size,hidden_size)  #torch.Size([2, 10, 18])

c_0=torch.rand(num_layer*2,batch_size,hidden_size)  #torch.Size([2, 10, 18])

output,(h_1,c_1)=lstm(embed,(h_0,c_0))  
print(output.size())  #torch.Size([20, 10, 18])
print(c_1.size())  #torch.Size([2, 10, 18])
print(h_1.size())   #torch.Size([2, 10, 18])
相关推荐
jay神1 小时前
深度学习的优化器应该怎么选?
人工智能·python·深度学习·毕业设计·课程设计
Hello server3 小时前
DeepSeek Harness 深度体验:把「万物皆插件」做到极致的 AI 编程 Agent
人工智能
驴友花雕8 小时前
【花雕动手做】行空板 K10 系列实验之人工智能语音识别小车的10个参考案例
人工智能·单片机·嵌入式硬件·语音识别·行空板 k10 系列实验·花雕动手做·小车的10个参考案例
火山引擎开发者社区9 小时前
DeepSeek-V4 Pro 发布,veStack Day 0 完成模型适配
人工智能
2501_926978339 小时前
AGI 的四种瓶颈:资源型还是发现型--以及DSH的位置
人工智能·经验分享·笔记·ai写作
Q463913499 小时前
线下销售复盘难落地,AI 会话设备能帮上啥忙
人工智能·自然语言处理
ebok.9 小时前
国产大模型落地业务系统的优选载体:京微智枢信创 AI 业务支撑平台
大数据·人工智能·低代码·ai
wujian831110 小时前
怎么用文心生成word文档?从格式错乱到智能导出,AI导出鸭让创作再无后顾之忧
人工智能·ai·word·豆包·deepseek·ai导出鸭
动物园猫10 小时前
猪危险行为目标检测数据集:3类别、5,000+张图像 | 目标检测
人工智能·目标检测·计算机视觉