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
JoannaJuanCV16 分钟前
BEV和OCC学习-5:数据预处理流程
深度学习·目标检测·3d·occ·bev
KKKlucifer16 分钟前
当AI遇上防火墙:新一代智能安全解决方案全景解析
人工智能
DisonTangor1 小时前
【小红书拥抱开源】小红书开源大规模混合专家模型——dots.llm1
人工智能·计算机视觉·开源·aigc
浠寒AI3 小时前
智能体模式篇(上)- 深入 ReAct:LangGraph构建能自主思考与行动的 AI
人工智能·python
weixin_505154463 小时前
数字孪生在建设智慧城市中可以起到哪些作用或帮助?
大数据·人工智能·智慧城市·数字孪生·数据可视化
Best_Me073 小时前
深度学习模块缝合
人工智能·深度学习
YuTaoShao3 小时前
【论文阅读】YOLOv8在单目下视多车目标检测中的应用
人工智能·yolo·目标检测
算家计算4 小时前
字节开源代码模型——Seed-Coder 本地部署教程,模型自驱动数据筛选,让每行代码都精准落位!
人工智能·开源
伪_装4 小时前
大语言模型(LLM)面试问题集
人工智能·语言模型·自然语言处理
gs801404 小时前
Tavily 技术详解:为大模型提供实时搜索增强的利器
人工智能·rag