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
zuozewei13 分钟前
7D-AI系列:OpenSpec:AI编程范式的规范驱动框架
人工智能·ai编程
棒棒的皮皮18 分钟前
【深度学习】YOLO 进阶提升之源码解读
人工智能·深度学习·yolo·计算机视觉
Sherry Wangs19 分钟前
【ML】机器学习进阶
人工智能·python·机器学习
有Li1 小时前
低场强下胎儿身体器官T2*弛豫测定(FOREST)/文献速递-基于人工智能的医学影像技术
人工智能·深度学习·计算机视觉
全栈开发圈1 小时前
干货分享|鸿蒙6开发实战指南
人工智能·harmonyos·鸿蒙·鸿蒙系统
房产中介行业研习社1 小时前
2026年1月房产中介管理系统排名
大数据·人工智能
沛沛老爹2 小时前
Web转AI架构篇 Agent Skills vs MCP:工具箱与标准接口的本质区别
java·开发语言·前端·人工智能·架构·企业开发
ZKNOW甄知科技2 小时前
IT自动分派单据:让企业服务流程更智能、更高效的关键技术
大数据·运维·数据库·人工智能·低代码·自动化
OpenCSG2 小时前
如何通过 AgenticOps x CSGHub 重塑企业 AI 生产力
人工智能
Nautiluss2 小时前
一起调试XVF3800麦克风阵列(十四)
linux·人工智能·音频·语音识别·dsp开发