深度学习:循环神经网络的计算复杂度,顺序操作和最大路径长度

当更新循环神经网络的隐状态时,d × d权重矩阵和d维隐状态的乘法计算复杂度为O(d2)。由于序列长度为n,因此循环神经网络层的计算复杂度为O(nd2)。根据 图10.6.1,有O(n)个顺序操作无法并行化,最大路径长度也是O(n)。

循环神经网络的隐状态更新

在循环神经网络中,隐状态的更新公式通常为:

h(t)=σ(Wh(t−1)+Ux(t)+b)

其中:

h(t) 是时间步 t 的隐状态。

W是隐状态到隐状态的权重矩阵,大小为 d×d。

h(t−1)是时间步 t−1的隐状态,大小为 d。

U是输入到隐状态的权重矩阵,大小为 d×d。

x(t)是时间步 t的输入,大小为 d。

b是偏置向量,大小为 d。

σ是激活函数。

计算复杂度

  • 权重矩阵和隐状态的乘法:

    隐状态的更新涉及到 Wh(t−1)的乘法操作。假设 W 的大小为 d×d,h(t−1)的大小为 d,那么乘法的计算复杂度为 O(d2)。

  • 序列长度 n:

    对于长度为 n 的序列,隐状态的更新需要进行 n 次。每次更新都需要进行 Wh(t−1)的乘法操作,因此总的计算复杂度为 O(nd2)。

顺序操作和最大路径长度

  • 顺序操作:

    在循环神经网络中,隐状态的更新是按时间步顺序进行的。每个时间步的隐状态依赖于前一个时间步的隐状态,因此无法并行化。

    对于长度为 n 的序列,有 n个顺序操作无法并行化。

  • 最大路径长度:

    最大路径长度是指信息从输入层传递到输出层所需经过的最大时间步数。在循环神经网络中,信息需要按时间步顺序传递,因此最大路径长度为 O(n)。

相关推荐
进击切图仔20 分钟前
GraspNet 训练集下载、解释和整理
人工智能·pytorch·conda
sensen_kiss21 分钟前
INT301 Bio-computation 生物计算(神经网络)Pt.9 自我组织特征映射(Self-Organizing Fearure Map)
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习
小毅&Nora21 分钟前
【人工智能】【AI外呼】 ③ 从骚扰电话到智能语音机器人:技术架构、行业生态与工程实践
人工智能·架构·智能外呼机器人
陈 洪 伟22 分钟前
Transformer细节剖析(10): Transformer中用嵌入矩阵的转置作为线性层参数 的问题
深度学习·transformer
霍格沃兹测试开发学社-小明27 分钟前
测试开发技术路线全新升级:在云原生与AI时代构建核心竞争力
大数据·人工智能·云原生
jinxinyuuuus29 分钟前
TikTok Watermark Remover:用户行为模拟、动态Token认证与视频流的去噪
网络·人工智能·计算机视觉·架构
说私域33 分钟前
基于链动2+1模式AI智能名片S2B2C商城小程序的微商运营内容研究
大数据·人工智能·小程序
free-elcmacom34 分钟前
机器学习项目实战——鸢尾花大作战
人工智能·机器学习
一尘之中35 分钟前
冰海通航的科技密码:葫芦岛港的破冰实践与智慧港口建设
人工智能·科技·ai写作
longze_736 分钟前
Uigenius:革新 UI/UX 设计的 AI 利器
人工智能·ui·ai·ux·prototype·uigenius