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
暴龙胡乱写博客2 分钟前
机器学习 --- KNN算法
人工智能·算法·机器学习
极新37 分钟前
极新携手火山引擎,共探AI时代生态共建的破局点与增长引擎
人工智能·火山引擎
是麟渊1 小时前
【大模型面试每日一题】Day 17:解释MoE(Mixture of Experts)架构如何实现模型稀疏性,并分析其训练难点
人工智能·自然语言处理·面试·职场和发展·架构
Poseidon、1 小时前
2025年5月AI科技领域周报(5.5-5.11):AGI研究进入关键验证期 具身智能开启物理世界交互新范式
人工智能·agi
天机️灵韵2 小时前
字节开源FlowGram与n8n 技术选型
人工智能·python·开源项目
jixunwulian2 小时前
AI边缘网关_5G/4G边缘计算网关厂家_计讯物联
人工智能·5g·边缘计算
boooo_hhh2 小时前
第28周——InceptionV1实现猴痘识别
python·深度学习·机器学习
腾讯云音视频2 小时前
AI实时对话的通信基础,WebRTC技术综合指南
人工智能·webrtc
暴龙胡乱写博客2 小时前
机器学习 --- 模型选择与调优
人工智能·机器学习
白熊1882 小时前
【计算机视觉】OpenCV实战项目:基于OpenCV与face_recognition的实时人脸识别系统深度解析
人工智能·opencv·计算机视觉