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
编码小哥7 小时前
OpenCV Haar级联分类器:人脸检测入门
人工智能·计算机视觉·目标跟踪
程序员:钧念7 小时前
深度学习与强化学习的区别
人工智能·python·深度学习·算法·transformer·rag
数据与后端架构提升之路7 小时前
TeleTron 源码揭秘:如何用适配器模式“无缝魔改” Megatron-Core?
人工智能·python·适配器模式
Chef_Chen8 小时前
数据科学每日总结--Day44--机器学习
人工智能·机器学习
这张生成的图像能检测吗8 小时前
(论文速读)FR-IQA:面向广义图像质量评价:放松完美参考质量假设
人工智能·计算机视觉·图像增强·图像质量评估指标
KG_LLM图谱增强大模型9 小时前
本体论与知识图谱:揭示语义技术的核心差异
人工智能·知识图谱·本体论
JicasdC123asd9 小时前
黄瓜植株目标检测:YOLOv8结合Fasternet与BiFPN的高效改进方案
人工智能·yolo·目标检测
爱吃泡芙的小白白10 小时前
深入解析:2024年AI大模型核心算法与应用全景
人工智能·算法·大模型算法
哥布林学者10 小时前
吴恩达深度学习课程五:自然语言处理 第二周:词嵌入(二)词嵌入模型原理
深度学习·ai
小程故事多_8010 小时前
攻克RAG系统最后一公里 图文混排PDF解析的挑战与实战方案
人工智能·架构·pdf·aigc