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
amhjdx3 小时前
星巽短剧以科技赋能影视创新,构建全球短剧新生态!
人工智能·科技
听风南巷3 小时前
机器人全身控制WBC理论及零空间原理解析(数学原理解析版)
人工智能·数学建模·机器人
美林数据Tempodata4 小时前
“双新”指引,AI驱动:工业数智应用生产性实践创新
大数据·人工智能·物联网·实践中心建设·金基地建设
电科_银尘4 小时前
【大语言模型】-- 私有化部署
人工智能·语言模型·自然语言处理
翔云 OCR API5 小时前
人工智能驱动下的OCR API技术演进与实践应用
人工智能·ocr
南方者6 小时前
重磅升级!文心 ERNIE-5.0 新一代原生全模态大模型,这你都不认可它吗?!
人工智能·aigc
庄周迷蝴蝶6 小时前
旋转位置编码(Rotary Position Embedding,RoPE)
人工智能·机器学习
xier_ran6 小时前
深度学习:RMSprop 优化算法详解
人工智能·深度学习·算法
大千AI助手6 小时前
Prefix-Tuning:大语言模型的高效微调新范式
人工智能·神经网络·自然语言处理·llm·prefix-tuning·大千ai助手·前缀微调
雾江流6 小时前
RikkaHub 1.6.11 | 开源的本地大型语言模型聚合应用,支持多种AI服务提供商
人工智能·语言模型·自然语言处理·软件工程