门控循环单元GRU

结构:

特点:

结构简单,参数较少

结构图:

对比LSTM:

1.LSTM有三个门,而GRU只有两个门

2.LSTM在左侧有两项输入,而GRU只有一项输入,将两项合二为一合成一个部分

3.LSTM中的参数数量很多(等9个),而GRU中的参数少得多(等6个)

4.LSTM中的门为输入门、遗忘门、输出门,GRU的门为更新门和重置门

关注一个序列:

不是每个观察值都同等重要:

做RNN时,处理不了太长的序列,因为将整个序列信息放在隐藏状态里;当时间很长时,隐藏状态就累积了很多信息,对于前面很久前的信息并不容易将其抽取出来。

老鼠较为重要,第一次出现的猫也较为重要。

在现实生活中的NLP里,句子里可能只有一些关键字比较重要,关键句比较重要,其他的也不是很重要;类似于股票,重要的是几个点;电影里的几帧相类似,但在切换场景时,每次切换比较重要。

在RNN中无法实现特别关注某些区域,对RNN而言所有信息都为一个序列输入,门控神经网络通过一些额外的控制单元使得在构造隐藏状态时,可以选择的(重要的记住,不重要的忘记)浏览。

想只记住相关的观察需要:

能关注的机制(更新门)

能遗忘的机制(重置门)

门:

下图表示为一个层

:重置;若为RNN,则等价于使用sigmoid做激活函数的隐藏状态的计算方法

:更新;对比也有自己的权重

门:与隐藏状态同样长度的一个向量,与RNN计算隐藏状态的方法类似

候选隐藏状态:

定义:

并不是真正的隐藏状态,而是候选的隐藏状态。

假设不看,类似于之前的RNN计算隐藏层

但现在加入了一个,用 代表对元素进行乘法;因为的长度相同,可以按元素做乘法且值域在(0,1)之间,假设中的元素更靠近"0",那么运算后的结果更靠近"0",等于把上一时刻的隐藏状态忘记;假设中的元素更靠近"1",那么运算结果更靠近"1",等价于RNN做运算的结果。

可以根据前面的信息进行学习,决定信息可以丢弃或保留,是一个控制单元,被称为"门"。因为值域在(0,1),代表可以在(0,1)之间做比较软的控制。

隐状态:

:上一次的隐藏状态

:候选项隐藏状态

:控制单元;若为"1",=,不更新过去状态,将过去状态放入现在,忽略掉元素;当为"0",基本回到了RNN的情况,基本不看过去状态,而是看现在的状态。

总结:

引入了两个额外门,每个门可以学到的参数和之前的RNN一样多;两个门都为一个控制单元,控制(0,1)的输出值;Reset gate用来在更新新隐藏状态时,要用到多少过去隐藏状态的信息,在算新的隐藏状态时,需要用当前相关的多少信息;极端情况下,回到RNN的情况;

相关推荐
马***4114 小时前
适配成人英语学习痛点,打造落地性强的学习辅助方式
人工智能·学习
夜焱辰4 小时前
浏览器端 Agent 的文件版本管理:不用 Git,基于 OPFS + SQLite 自己造了一个
前端·人工智能
Ricky05534 小时前
CTRL-WORLD:一种用于机器人操控的可控生成世界模型(中美2025年联合研究)
人工智能·机器人·世界模型
jeffer_liu4 小时前
Spring AI 生产级实战:工具调用
java·人工智能·后端·spring·ai编程
阿乔外贸日记4 小时前
2026尼日利亚五项清关政策更新,拉高能源装备进口综合成本
大数据·人工智能·搜索引擎·智能手机·云计算·能源
民乐团扒谱机5 小时前
【AI笔记】短时纯音时长对音高感知偏移效应研究综述
人工智能·笔记
侃谈科技圈5 小时前
破除数据中台落地困境:2026数据治理平台差异化能力与选型决策指南
大数据·人工智能
大象说5 小时前
Python多进程共享队列无报错僵死 120G Nginx访问日志清洗踩坑全记录
人工智能·自然语言处理
Cosolar5 小时前
AutoGen 精通教程:从零到企业级多 Agent 系统架构师
人工智能·后端·面试
甲维斯6 小时前
Claude Code 省钱小妙招!200K和自动压缩
人工智能