代码:

    def forward(self, x):
        '''
        根据式1-式6进行前向计算
        '''
        self.times += 1
        # 遗忘门
        fg = self.calc_gate(x, self.Wfx, self.Wfh,
                            self.bf, self.gate_activator)
        self.f_list.append(fg)
        # 输入门
        ig = self.calc_gate(x, self.Wix, self.Wih,
                            self.bi, self.gate_activator)
        self.i_list.append(ig)
        # 输出门
        og = self.calc_gate(x, self.Wox, self.Woh,
                            self.bo, self.gate_activator)
        self.o_list.append(og)
        # 即时状态
        ct = self.calc_gate(x, self.Wcx, self.Wch,
                            self.bc, self.output_activator)
        self.ct_list.append(ct)
        # 单元状态
        c = fg * self.c_list[self.times - 1] + ig * ct
        self.c_list.append(c)
        # 输出
        h = og * self.output_activator.forward(c)
        self.h_list.append(h)

    def calc_gate(self, x, Wx, Wh, b, activator):
        '''
        计算门
        '''
        h = self.h_list[self.times - 1]  # 上次的LSTM输出
        net = np.dot(Wh, h) + np.dot(Wx, x) + b
        gate = activator.forward(net)
        return gate

    def calc_delta_k(self, k):
        '''
        根据k时刻的delta_h,计算k时刻的delta_f、
        delta_i、delta_o、delta_ct,以及k-1时刻的delta_h
        '''
        # 获得k时刻前向计算的值
        ig = self.i_list[k]
        og = self.o_list[k]
        fg = self.f_list[k]
        ct = self.ct_list[k]
        c = self.c_list[k]
        c_prev = self.c_list[k - 1]
        tanh_c = self.output_activator.forward(c)
        delta_k = self.delta_h_list[k]

        # 根据式9计算delta_o
        delta_o = (delta_k * tanh_c *
                   self.gate_activator.backward(og))
        delta_f = (delta_k * og *
                   (1 - tanh_c * tanh_c) * c_prev *
                   self.gate_activator.backward(fg))
        delta_i = (delta_k * og *
                   (1 - tanh_c * tanh_c) * ct *
                   self.gate_activator.backward(ig))
        delta_ct = (delta_k * og *
                    (1 - tanh_c * tanh_c) * ig *
                    self.output_activator.backward(ct))
        delta_h_prev = (
                np.dot(delta_o.transpose(), self.Woh) +
                np.dot(delta_i.transpose(), self.Wih) +
                np.dot(delta_f.transpose(), self.Wfh) +
                np.dot(delta_ct.transpose(), self.Wch)
        ).transpose()

        # 保存全部delta值
        self.delta_h_list[k - 1] = delta_h_prev
        self.delta_f_list[k] = delta_f
        self.delta_i_list[k] = delta_i
        self.delta_o_list[k] = delta_o
        self.delta_ct_list[k] = delta_ct

    def calc_gradient_t(self, t):
        '''
        计算每个时刻t权重的梯度
        '''
        h_prev = self.h_list[t - 1].transpose()
        Wfh_grad = np.dot(self.delta_f_list[t], h_prev)
        bf_grad = self.delta_f_list[t]
        Wih_grad = np.dot(self.delta_i_list[t], h_prev)
        bi_grad = self.delta_f_list[t]
        Woh_grad = np.dot(self.delta_o_list[t], h_prev)
        bo_grad = self.delta_f_list[t]
        Wch_grad = np.dot(self.delta_ct_list[t], h_prev)
        bc_grad = self.delta_ct_list[t]
        return Wfh_grad, bf_grad, Wih_grad, bi_grad, \
               Woh_grad, bo_grad, Wch_grad, bc_grad

    def calc_gradient(self, x):
        # 初始化遗忘门权重梯度矩阵和偏置项
        self.Wfh_grad, self.Wfx_grad, self.bf_grad = (
            self.init_weight_gradient_mat())
        # 初始化输入门权重梯度矩阵和偏置项
        self.Wih_grad, self.Wix_grad, self.bi_grad = (
            self.init_weight_gradient_mat())
        # 初始化输出门权重梯度矩阵和偏置项
        self.Woh_grad, self.Wox_grad, self.bo_grad = (
            self.init_weight_gradient_mat())
        # 初始化单元状态权重梯度矩阵和偏置项
        self.Wch_grad, self.Wcx_grad, self.bc_grad = (
            self.init_weight_gradient_mat())

        # 计算对上一次输出h的权重梯度
        for t in range(self.times, 0, -1):
            # 计算各个时刻的梯度
            (Wfh_grad, bf_grad,
             Wih_grad, bi_grad,
             Woh_grad, bo_grad,
             Wch_grad, bc_grad) = (
                self.calc_gradient_t(t))
            # 实际梯度是各时刻梯度之和
            self.Wfh_grad += Wfh_grad
            self.bf_grad += bf_grad
            self.Wih_grad += Wih_grad
            self.bi_grad += bi_grad
            self.Woh_grad += Woh_grad
            self.bo_grad += bo_grad
            self.Wch_grad += Wch_grad
            self.bc_grad += bc_grad

        # 计算对本次输入x的权重梯度
        xt = x.transpose()
        self.Wfx_grad = np.dot(self.delta_f_list[-1], xt)
        self.Wix_grad = np.dot(self.delta_i_list[-1], xt)
        self.Wox_grad = np.dot(self.delta_o_list[-1], xt)
        self.Wcx_grad = np.dot(self.delta_ct_list[-1], xt)

参考:

https://zybuluo.com/hanbingtao/note/581764

https://www.cnblogs.com/ratels/p/11416515.html

零基础入门深度学习(6) - 长短时记忆网络(LSTM)的更多相关文章

  1. (转)零基础入门深度学习(6) - 长短时记忆网络(LSTM)

    无论即将到来的是大数据时代还是人工智能时代,亦或是传统行业使用人工智能在云上处理大数据的时代,作为一个有理想有追求的程序员,不懂深度学习(Deep Learning)这个超热的技术,会不会感觉马上就o ...

  2. C#区块链零基础入门,学习路线图 转

    C#区块链零基础入门,学习路线图 一.1分钟短视频<区块链100问>了解区块链基本概念 http://tech.sina.com.cn/zt_d/blockchain_100/ 二.C#区 ...

  3. 长短时记忆网络(LSTM)

    长短时记忆网络 循环神经网络很难训练的原因导致它的实际应用中很处理长距离的依赖.本文将介绍改进后的循环神经网络:长短时记忆网络(Long Short Term Memory Network, LSTM ...

  4. 【零基础学深度学习】动手学深度学习2.0--tensorboard可视化工具简单使用

    1 引言 老师让我将线性回归训练得出的loss值进行可视化,于是我使用了tensorboard将其应用到Pytorch中,用于Pytorch的可视化. 2 环境安装 本教程代码环境依赖: python ...

  5. 长短时记忆网络LSTM和条件随机场crf

    LSTM 原理 CRF 原理 给定一组输入随机变量条件下另一组输出随机变量的条件概率分布模型.假设输出随机变量构成马尔科夫随机场(概率无向图模型)在标注问题应用中,简化成线性链条件随机场,对数线性判别 ...

  6. 机器学习与Tensorflow(5)——循环神经网络、长短时记忆网络

    1.循环神经网络的标准模型 前馈神经网络能够用来建立数据之间的映射关系,但是不能用来分析过去信号的时间依赖关系,而且要求输入样本的长度固定 循环神经网络是一种在前馈神经网络中增加了分亏链接的神经网络, ...

  7. 函数:我的地盘听我的 - 零基础入门学习Python019

    函数:我的地盘听我的 让编程改变世界 Change the world by program 函数与过程 在小甲鱼另一个实践性超强的编程视频教学<零基础入门学习Delphi>中,我们谈到了 ...

  8. 【Python教程】《零基础入门学习Python》(小甲鱼)

    [Python教程]<零基础入门学习Python>(小甲鱼) 讲解通俗易懂,诙谐. 哈哈哈. https://www.bilibili.com/video/av27789609

  9. 《零基础入门学习Python》【第一版】视频课后答案第001讲

    测试题答案: 0. Python 是什么类型的语言? Python是脚本语言 脚本语言(Scripting language)是电脑编程语言,因此也能让开发者藉以编写出让电脑听命行事的程序.以简单的方 ...

随机推荐

  1. xshell配置---文件上传命令rz和下载命令sz

    1.下载安装包 方法一:手动下载安装 1)下载安装包:lrzsz-0.12.20.tar.gz 官网下载地址:http://www.ohse.de/uwe/releases/lrzsz-0.12.20 ...

  2. Python - 将iterable拆分成等长的数据块

    说明 看文档发现一个有趣的应用(利用zip函数) 例如[1, 2, 3, 4] --> [(1, 2), (3, 4)],拆分成长度为2的数据块 Code >>> a = [1 ...

  3. bugku 矛盾 30

    首先打开网址链接会发现一串代码 然后进行分析代码的意思首先是一个函数查一下这个函数 然后会发现现代码第一句写的是输入数字,然后会发现第二行有一个感叹号意思是输入的如果不是数字则回复数字 如果输入数字则 ...

  4. [Reversal 剧情设计] 设定

    在正式写之前,先交代一些设定,便于后续的展开.先在这里说明一点,我的文笔可能很烂(因为在写小说方面还没有得到过别人的评价),只要你们能体会我想表达的东西就行(不过也的确是这样,如果作者构筑得过于详细, ...

  5. phpStudy的虚拟站点域名管理

    使用phpStudy在本地环境,使用虚拟域名访问本地站点. 步骤: 0x01  修改配置文件 打开站点域名管理 添加你本地站点的路径,第二域名可以不填,网站端口不填的话默认为80. 先点击新增,再点击 ...

  6. Centos7 ISCSI配置 完全攻略

    Centos7 ISCSI配置 完全攻略 一. iscsi简单介绍 iSCSI( Internet Small Computer System Interface 互联网小型计算机系统接口) iscs ...

  7. django urls.py 中的name 使用方法

    使用场景: 当我们在url的时候,一般情况下都是使用很明确的url地址.如在网页里面使用<a href="/login">登录</a>.像这样的链接有很 多 ...

  8. springboot 框架 - 探究-pom文件

    一.pom文件 父项目 <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId> ...

  9. numpy-sum函数

    看一个例子就懂了 c = array([[[0, 1, 2, 0, 1, 2]], [[0, 1, 2, 0, 1, 2]]]) print('{0}\n'.format(c.shape)) prin ...

  10. eclipse修改快捷键

    eclipse修改快捷键 ctrl + shift + l查看快捷键 window -> preferences -> 搜索keys 鼠标点击以下五个表头,可以按照内容搜索 示例,选中Bi ...