边写代码边学习之LSTM

news2024/10/6 14:25:12

1.  什么是LSTM

长短期记忆网络 LSTM(long short-term memory)是 RNN 的一种变体,其核心概念在于细胞状态以及“门”结构。细胞状态相当于信息传输的路径,让信息能在序列连中传递下去。你可以将其看作网络的“记忆”。理论上讲,细胞状态能够将序列处理过程中的相关信息一直传递下去。因此,即使是较早时间步长的信息也能携带到较后时间步长的细胞中来,这克服了短时记忆的影响。信息的添加和移除我们通过“门”结构来实现,“门”结构在训练过程中会去学习该保存或遗忘哪些信息。
 

在这里插入图片描述

 

2. 实验代码

2.1. 搭建一个只有一层RNN和Dense网络的模型。

2.2. 验证LSTM里的逻辑

 假设我的输入数据是x = [1,0], 

kernel = [[[2, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0],

              [1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1 ,0, 0, 0],]]

recurrent_kernel = [[1, 0, 0, 1, 2,1,0,1,2,0,1,0],

                              [1, 1, 0, 0, 2,1,0,1,2,2,0,0],

                              [1, 0, 1, 2, 0,1,0,1,1,0,1,0]]

biase = [3, 1, 0, 1, 1,0,0,1,0,2,0.0,0]

通过下面手算,h的结果是[0, 4,1], c 的结果是[0,4,1].  注意无激活函数。

代码验证上面的结果


def change_weight():
    # Create a simple Dense layer
    lstm_layer = LSTM(units=3, input_shape=(3, 2), activation=None, recurrent_activation=None, return_sequences=True,
                      return_state= True)

    # Simulate input data (batch size of 1 for demonstration)
    input_data = np.array([
                [[1.0, 2], [2, 3], [3, 4]],
                [[5, 6], [6, 7], [7, 8]],
                [[9, 10], [10, 11], [11, 12]]
        ])

    # Pass the input data through the layer to initialize the weights and biases
    lstm_layer(input_data)

    kernel, recurrent_kernel, biases = lstm_layer.get_weights()

    # Print the initial weights and biases
    print("recurrent_kernel:", recurrent_kernel, recurrent_kernel.shape ) # (3,3)
    print('kernal:',kernel, kernel.shape) #(2,3)
    print('biase: ',biases , biases.shape) # (3)


    kernel = np.array([[2, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0],
                       [1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1 ,0, 0, 0],])

    recurrent_kernel = np.array([[1, 0, 0, 1, 2,1,0,1,2,0,1,0],
                                 [1, 1, 0, 0, 2,1,0,1,2,2,0,0],
                                 [1, 0, 1, 2, 0,1,0,1,1,0,1,0]])

    biases = np.array([3, 1, 0, 1, 1,0,0,1,0,2,0.0,0])

    lstm_layer.set_weights([kernel, recurrent_kernel, biases])
    print(lstm_layer.get_weights())

    # test_data = np.array([
    #     [[1.0, 3], [1, 1], [2, 3]]
    # ])

    test_data = np.array([
        [[1,0.0]]
    ])

    output, memory_state, carry_state  = lstm_layer(test_data)

    print(output)
    print(memory_state)
    print(carry_state)
if __name__ == '__main__':
    change_weight()

执行结果:

recurrent_kernel: [[-0.36744034 -0.11181469 -0.10642298  0.5450207  -0.30208975  0.5405432
   0.09643812 -0.14983998  0.1859854   0.2336958  -0.16187981  0.11621032]
 [ 0.07727922 -0.226477    0.1491096  -0.03933501  0.31236103 -0.12963092
   0.10522162 -0.4815724  -0.2093935   0.34740582 -0.60979587 -0.15877807]
 [ 0.15371156  0.01244636 -0.09840634 -0.32093546  0.06523462  0.18934932
   0.38859126 -0.3261706  -0.05138849  0.42713478  0.49390993  0.37013963]] (3, 12)
kernal: [[-0.47606698 -0.43589187 -0.5371355  -0.07337284  0.30526626 -0.18241835
  -0.03675252  0.2873094   0.33218485  0.24838251  0.17765659  0.4312396 ]
 [ 0.4007727   0.41280174  0.40750778 -0.6245315   0.6382301   0.42889225
   0.11961156 -0.6021105  -0.43556038  0.39798307  0.6390712   0.16719025]] (2, 12)
biase:  [0. 0. 0. 1. 1. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 0.] (12,)
[array([[2., 1., 1., 0., 0., 0., 0., 1., 1., 0., 1., 0.],
       [1., 1., 0., 1., 1., 0., 0., 1., 1., 0., 0., 0.]], dtype=float32), array([[1., 0., 0., 1., 2., 1., 0., 1., 2., 0., 1., 0.],
       [1., 1., 0., 0., 2., 1., 0., 1., 2., 2., 0., 0.],
       [1., 0., 1., 2., 0., 1., 0., 1., 1., 0., 1., 0.]], dtype=float32), array([3., 1., 0., 1., 1., 0., 0., 1., 0., 2., 0., 0.], dtype=float32)]
tf.Tensor([[[0. 4. 0.]]], shape=(1, 1, 3), dtype=float32)
tf.Tensor([[0. 4. 0.]], shape=(1, 3), dtype=float32)
tf.Tensor([[0. 4. 1.]], shape=(1, 3), dtype=float32)

可以看出h=[0,4,0], c=[0,4,1]

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/841731.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

K8S系列文章之 使用Kind部署K8S 并发布服务

简单介绍 kind 即 Kubernetes In Docker,顾名思义,就是将 k8s 所需要的所有组件,全部部署在一个docker容器中,是一套开箱即用的 k8s 环境搭建方案。使用 kind 搭建的集群无法在生产中使用,但是如果你只是想在本地简单…

从零开始学Python(Ⅰ)基本变量与数据类型

🥳🥳Welcome Huihuis Code World ! !🥳🥳 接下来看看由辉辉所写的关于Python的相关操作吧 目录 🥳🥳Welcome Huihuis Code World ! !🥳🥳 一.关于Python的基本知识(变量…

python爬虫之scrapy框架介绍

一、Scrapy框架简介 Scrapy 是一个开源的 Python 库和框架,用于从网站上提取数据。它为自从网站爬取数据而设计,也可以用于数据挖掘和信息处理。Scrapy 可以从互联网上自动爬取数据,并将其存储在本地或在 Internet 上进行处理。Scrapy 的目标…

ffmpeg+nginx实现rtsp协议摄像头web端播放

ffmpegnginx实现rtsp协议摄像头web端播放 环境准备准备nginx环境添加rtmp模块添加hls转发 使用ffmpeg,将摄像头rtsp转为rtmp并推送到nginxVLC播放验证 环境准备 nginx(需要安装rtmp模块)ffmpeg 6.0vlc播放器(本地播放验证&#x…

这个酒店管理方法太酷了!赶紧试试吧

安全是酒店管理中最重要的优先事项之一,酒店保障住客和员工的生命安全是不可妥协的责任。为了有效预防和应对潜在的火灾风险,引入烟感监控系统是一种普遍且高效的解决方案。 烟感监控系统通过及时检测烟雾和火源,及时发出警报和采取措施&…

Nacos单点部署

文章目录 一、Nacos概述二、部署Nacos(1)容器部署 三、注册服务四、整合外部的Mysql(单节点) 一、Nacos概述 Nacos是什么? Nacos的全称是Dynamic Naming and Configuration Service,是阿里巴巴推出来的一个…

系统函数和状态方程的转换

1.问题介绍 之前碰到这样一个问题:给定一个正弦信号以及系统传递函数,利用该系统传递函数进行卡尔曼滤波。 利用卡尔曼进行滤波首先要知道系统的状态方程,那么题目只给了系统传递函数,如何能够得到状态方程呢? 首先…

C++ 多线程:std::future

std::future std::future 简介示例1博客引用来源 std::future 简介 我们前面介绍的std::thread 是C11中提供异步创建多线程的工具,只能是异步运行任务,却无法获取任务执行的结果,一般都是依靠全局对象,全局对象在多线程下是及其不…

Python连接Hive实例教程

一 Python连接hive环境实例 经在网络查询相关的教程,发现有好多的例子,发现连接底层用的的驱动基本都是pyhive和pyhs2两种第三方库的来连接的 hive,下面将简介windows 10 python 3.10 连接hive的驱动程序方式,开发工具:pycharm …

API接口统一管理

API接口统一管理 在开发项目的时候,接口可能很多需要统一管理。在src目录下去创建api文件夹去统一管理项目的接口;这样便于后期维护和团队开发。 axios二次封装 对于axios不熟悉的话,建议先学习这篇文章:Axios的基本使用 在开发项目的时候避免不了与后…

日销千单!TikTok Shop正成为部分东南亚卖家的首选平台...

TikTok Shop 正在成为一些东南亚卖家首选的电商平台,凭借娱乐购物模式获得年轻消费者青睐,他们已经可以通过该平台实现日销 5000 单。 作为字节跳动旗下全球短视频平台,TikTok 的电商功能可能会撼动这个拥有 6.7 亿人口、目前由 Shopee、Laz…

[Docker实现测试部署CI/CD----构建成功后钉钉告警(7)]

目录 15、钉钉告警创建项目群,然后添加机器人添加机器人Jenkins 系统配置项目配置修改Jenkinsfile文件,添加钉钉提示信息测试 不修改Jenkinsfile文件,添加钉钉提示信息测试 15、钉钉告警 创建项目群,然后添加机器人 首先需要在钉…

探索Python数据容器之乐趣:列表与元组的奇妙旅程!

文章目录 零 数据容器入门一 数据容器:list(列表)1.1 列表的定义1.2 列表的下表索引1.3 列表的常用操作1.3.1 列表的查询功能1.3.2 列表的修改功能1.3.3 列表常用方法总结 1.4 补充:append与extend对比1.5 list(列表)的遍历1.6 补…

浏览器同源策略

浏览器同源策略 同源策略:是一个重要的浏览器的安全策略,用于限制一个源的文档或者它加载的脚本如何能与另一个源的资源进行交互 它能帮助阻隔恶意文档,减少可能被攻击的媒介 例如:被钓鱼网站收集信息,使用ajax发起…

MongoDB 入门

1.1 数据库管理系统 在了解MongoDB之前需要先了解先数据库管理系统 1.1.1 什么是数据? 数据(英语:data),是指未经过处理的原始记录。 一般而言,数据缺乏组织及分类,无法明确的表达事物代表的意…

基于IMU和超声的3D手势识别笔

随着科技的发展,人机交互在商业中有了越来越多的应用。面对日益复杂的交互场景,手势识别逐渐成为虚拟现实等相关应用的主要交互手段。 3D手势识别是一个具有挑战性的问题,常用的手势传感器有三种基本类型:多点触摸屏传感器、基于视…

深度学习常用的激活函数

深度学习的核心思想是通过多层次的神经网络结构,逐步抽取和表示数据中的高级特征,从而实现对复杂数据模式的学习和识别。 神经网络结构: 深度学习使用多层次的神经网络,包括输入层、隐藏层和输出层。这些网络结构允许模型自动学习…

FineBI 人力资源 专题

此处使用FineBI处理人力资源数据,数据来源于HR_database数据文件,将此文件拷贝到安装目录下 然后配置数据库连接 在【公共数据】中新建一个文件夹,并将之前数据库中需要用到的表放入此处,更新数据。显示如下。 这时候首先要建立…

汽配企业如何利用MES管理系统解决生产防错难题

汽车配件制造业是一个高效率、低成本、高质量的生产领域,但同时也面临着一系列的挑战。其中最为突出的挑战之一是如何在生产过程中避免错误,提高产品的合格率。本文将介绍汽车配件的制造特点以及如何通过MES管理系统解决方案实现生产防错,从而…

企业如何实现自己的AI垂直大模型

文章目录 为什么要训练垂直大模型训练垂直大模型有许多潜在的好处训练垂直大模型也存在一些挑战 企业如何实现自己的AI垂直大模型1.确定需求2.收集数据3.准备数据4.训练模型5.评估模型6.部署模型 如何高效实现垂直大模型 ✍创作者:全栈弄潮儿 🏡 个人主页…