RNN和LSTM
一、RNN
全称为Recurrent Neural Network,意为循环神经网络,用于处理序列数据。
序列数据是指在不同时间点上收集到的数据,反映了某一事物、现象等随时间的变化状态或程度。即数据之间有联系。
RNN的特点:1,,层间神经元也有连接(主要为隐层);2,共享参数

其结构如上图所示,数据为顺序处理,在处理长序列数据时,极易导致梯度消失问题。
二、LSTM
LSTM为长短期记忆,是一种变种的RNN,在RNN的基础上引入了细胞状态,根据细胞状态可决定哪些状态应该保留下来,哪些状态应该被遗忘。
LSTM可一定程度上解决梯度消失问题。

由上图可知,在RNN的基础上,增加了一路输入和输出,增加的这一路就是细胞状态。
由上一时刻的输出和当前时刻的输入,经过sigmod函数之后,趋近于0被遗忘的多,趋近于1被遗忘的少。
由上一时刻的输出和当前时刻的输入,经过sigmod函数之后,决定哪些内容应该被记住,被记住的内容并不是上一时刻的输出和当前时刻的输入,而是需要经过tanh函数。
程序:应用LSTM训练mnist数据集
import os
import torch
import torch.nn as nn
import torch.utils.data as Data
from torch.autograd import Variable
import torchvision.datasets as dsets
import matplotlib.pyplot as plt
import torchvision.transforms as transforms # torch.manual_seed(1) # reproducible # Hyper Parameters
EPOCH = 1 # train the training data n times, to save time, we just train 1 epoch
BATCH_SIZE = 64
LR = 0.01 # learning rate
DOWNLOAD_MNIST = False #已下载好数据集,就设置为False,否则为TRUE
TIME_STEP=28 #可理解为输入图像维度
INPUT_SIZE=28 # Mnist digits dataset
if not(os.path.exists('./mnist/')) or not os.listdir('./mnist/'):
# not mnist dir or mnist is empyt dir
DOWNLOAD_MNIST = True train_data = dsets.MNIST(
root='./mnist/',
train=True, # this is training data
transform=transforms.ToTensor(), # Converts a PIL.Image or numpy.ndarray to
# torch.FloatTensor of shape (C x H x W) and normalize in the range [0.0, 1.0]
download=DOWNLOAD_MNIST,
) # plot one example
# print(train_data.train_data.size()) # (60000, 28, 28)
# print(train_data.train_labels.size()) # (60000)
# plt.imshow(train_data.train_data[0].numpy(), cmap='gray')
# plt.title('%i' % train_data.train_labels[0])
# plt.show() # Data Loader for easy mini-batch return in training, the image batch shape will be (50, 1, 28, 28)
train_loader = Data.DataLoader(dataset=train_data, batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True) # pick 2000 samples to speed up testing
test_data = dsets.MNIST(root='./mnist/', train=False,transform=transforms.ToTensor())
test_x = test_data.test_data.type(torch.FloatTensor)[:2000]/255. # shape from (2000, 28, 28) to (2000, 1, 28, 28), value in range(0,1)
test_y = test_data.test_labels.numpy()[:2000] class RNN(nn.Module):
def __init__(self):
super(RNN, self).__init__()
self.rnn = nn.LSTM(
input_size=INPUT_SIZE,
hidden_size=64,
num_layers=1,
batch_first=True
) self.out=nn.Linear(64,10)
def forward(self,x):
r_out,(h_n,h_c)=self.rnn(x,None)
out=self.out(r_out[:,-1,:]) #数据格式为[batch,time_step,input],因此输出参考的是最后时刻的数据
return out rnn=RNN()
print(rnn) # net architecture optimizer = torch.optim.Adam(rnn.parameters(), lr=LR) # optimize all cnn parameters
loss_func = nn.CrossEntropyLoss() # the target label is not one-hotted for epoch in range(EPOCH):
for step, (x, y) in enumerate(train_loader): # gives batch data, normalize x when iterate train_loader
b_x=Variable(x.view(-1,28,28))
b_y=Variable(y)
output = rnn(b_x) # cnn output
loss = loss_func(output, b_y) # cross entropy loss
optimizer.zero_grad() # clear gradients for this training step
loss.backward() # backpropagation, compute gradients
optimizer.step() # apply gradients if step % 50 == 0:
test_output = rnn(test_x)
pred_y = torch.max(test_output, 1)[1].data.numpy().squeeze()
accuracy =float((pred_y==test_y).astype(int).sum())/float(test_y.size)
print('Epoch: ', epoch, '| train loss: %.4f' % loss.data.numpy(), '| test accuracy: %.2f' % accuracy) # print 10 predictions from test data
test_output = rnn(test_x[:10].view(-1,28,28))
pred_y = torch.max(test_output, 1)[1].data.numpy().squeeze()
print(pred_y, 'prediction number')
print(test_y[:10], 'real number')
运行结果为:

RNN和LSTM的更多相关文章
- RNN and LSTM saliency Predection Scene Label
http://handong1587.github.io/deep_learning/2015/10/09/rnn-and-lstm.html //RNN and LSTM http://hando ...
- RNN 与 LSTM 的应用
之前已经介绍过关于 Recurrent Neural Nnetwork 与 Long Short-Trem Memory 的网络结构与参数求解算法( 递归神经网络(Recurrent Neural N ...
- Naive RNN vs LSTM vs GRU
0 Recurrent Neural Network 1 Naive RNN 2 LSTM peephole Naive RNN vs LSTM 记忆更新部分的操作,Naive RNN为乘法,LSTM ...
- TensorFlow之RNN:堆叠RNN、LSTM、GRU及双向LSTM
RNN(Recurrent Neural Networks,循环神经网络)是一种具有短期记忆能力的神经网络模型,可以处理任意长度的序列,在自然语言处理中的应用非常广泛,比如机器翻译.文本生成.问答系统 ...
- 浅谈RNN、LSTM + Kreas实现及应用
本文主要针对RNN与LSTM的结构及其原理进行详细的介绍,了解什么是RNN,RNN的1对N.N对1的结构,什么是LSTM,以及LSTM中的三门(input.ouput.forget),后续将利用深度学 ...
- 3. RNN神经网络-LSTM模型结构
1. RNN神经网络模型原理 2. RNN神经网络模型的不同结构 3. RNN神经网络-LSTM模型结构 1. 前言 之前我们对RNN模型做了总结.由于RNN也有梯度消失的问题,因此很难处理长序列的数 ...
- RNN以及LSTM的介绍和公式梳理
前言 好久没用正儿八经地写博客了,csdn居然也有了markdown的编辑器了,最近花了不少时间看RNN以及LSTM的论文,在组内『夜校』分享过了,再在这里总结一下发出来吧,按照我讲解的思路,理解RN ...
- 深度学习:浅谈RNN、LSTM+Kreas实现与应用
主要针对RNN与LSTM的结构及其原理进行详细的介绍,了解什么是RNN,RNN的1对N.N对1的结构,什么是LSTM,以及LSTM中的三门(input.ouput.forget),后续将利用深度学习框 ...
- 利用RNN(lstm)生成文本【转】
本文转载自:https://www.jianshu.com/p/1a4f7f5b05ae 致谢以及参考 最近在做序列化标注项目,试着理解rnn的设计结构以及tensorflow中的具体实现方法.在知乎 ...
随机推荐
- Selenium WebDriver原理(一):Selenium WebDriver 是怎么工作的?
首先我们来看一个经典的例子: 搭出租车 在出租车驾驶中,通常有3个角色: 乘客 : 他告诉出租车司机他想去哪里以及如何到达那里 对出租车司机说: 1.去阳光棕榈园东门 2.从这里转左 3.然后直行 2 ...
- 简述layui前端ui框架的使用
官方网址:https://www.layui.com/demo/upload.html
- Android Connection refused
遇到 Connection refused的错误. AndroidManifest.xml 文件中添加: //网络权限 <uses-permission android:name=" ...
- 【XSY3320】string AC自动机 哈希 点分治
题目大意 给一棵树,每条边上有一个字符,求有多少对 \((x,y)(x<y)\),满足 \(x\) 到 \(y\) 路径上的边上的字符按顺序组成的字符串为回文串. \(1\leq n\leq 5 ...
- canvas基础(一)
获取元素与画笔: <canvas id="myCanvas" width="200" height="200">该浏览器不支持c ...
- 经典面试题-python函数之默认参数
1.可变的默认参数----list 示例: def add(a, mylist=[]): # print(id(mylist)) mylist.append(a) return mylist pri ...
- JS学习笔记Day17
一. 创建对象的方法 (一)在了解原型链之前,首先先了解一下创建对象的几种方式,介绍以下三种. 代码: <script type="text/javascript"> ...
- SDOI 2019 R1 摸鱼记
Day -1 学文化课第一天,也是这周最后一天. 昨晚 mxl 让我们今天下午放学走,大概六点的样子,感觉良好. 早读班主任送来请假条,跟我讲中午放学走??? 很懵逼,以为班主任口胡了,问了一句&qu ...
- 洛伦兹曲线(Lorenz curve)提升指数、提升表和提升图
sklearn实战-乳腺癌细胞数据挖掘 https://study.163.com/course/introduction.htm?courseId=1005269003&utm_campai ...
- 编写高质量的Python代码系列(六)之内置模块
Python预装了许多写程序时会用到的重要模块.这些标准软件包与通常意义上的Python语言联系得非常精密,我们可以将其当成语言规范的一部分.本节将会讲解基本的内置模块. 第四十二条:用functoo ...