LSTM(长短时记忆网络)

一、引言

在处理序列数据时,循环神经网络(RNN)虽然能够处理序列数据并保留历史信息,但在实践中发现它对于捕捉长时间依赖关系的能力有限,尤其是在训练过程中容易遇到梯度消失或梯度爆炸的问题。为了解决这些问题,Hochreiter和Schmidhuber于1997年提出了长短时记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)。

二、LSTM的基本概念

LSTM是一种特殊的RNN类型,专门设计用于避免长期依赖问题。它通过引入一种称为“细胞状态”(cell state)的记忆单元来保存信息,并通过控制门机制(control gates)来决定何时保存、删除或更新这些信息。

三、LSTM的关键组件
1. 细胞状态(Cell State)

细胞状态是一个信息通道,沿着整个链路传递,只会在特定情况下被添加或移除信息。这样,它可以有效地保存长期依赖的信息。

2. 控制门(Control Gates)

LSTM中有三种类型的门:

  • 遗忘门(Forget Gate):决定丢弃哪些信息。
  • 输入门(Input Gate):决定哪些新信息要存储在细胞状态中。
  • 输出门(Output Gate):决定基于细胞状态输出哪些信息给下一个时刻。

这些门由Sigmoid激活函数控制,输出值介于0和1之间,表示让信息完全通过(1)或者完全阻断(0)。

四、LSTM的工作流程

以下是LSTM在每一个时间步tt的计算过程:

  1. 遗忘门

    • 这里σσ代表Sigmoid函数,WfWf​是权重矩阵,bfbf​是偏置向量。遗忘门的输出ftft​决定了我们从细胞状态Ct−1Ct−1​中要丢弃多少信息。
  2. 输入处理

    • 输入门控制部分
    • 候选细胞状态
    • 输入门的输出itit​决定了我们从候选细胞状态C~tC~t​中要保存多少信息。
  3. 更新细胞状态

    • 这里∘∘表示按元素相乘(Hadamar乘积)。
  4. 输出门

    • 输出门控制部分
    • 隐藏状态
    • 输出门决定了我们根据细胞状态CtCt​输出多少信息。
五、LSTM的优点
  • 解决梯度消失/爆炸问题:通过门控机制,LSTM可以有效避免梯度消失或梯度爆炸。
  • 捕捉长期依赖:LSTM能够捕获更长距离的依赖关系。
  • 灵活性:LSTM可以很容易地扩展到其他架构中,如双向LSTM、堆叠LSTM等。
六、总结

LSTM是RNN的一种扩展形式,专门针对长期依赖问题进行了优化。通过引入细胞状态和门控机制,LSTM能够更好地管理信息流,从而在序列建模任务中表现得更加出色。无论是文本生成、机器翻译还是语音识别,LSTM都展现出了强大的潜力

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.mzph.cn/diannao/55781.shtml

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email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

力扣1031. 两个非重叠子数组的最大和

力扣1031. 两个非重叠子数组的最大和 题目解析及思路 题目要求找到两段长分别为firstLen 和 secondLen的子数组,使两段元素和最大 图解见灵神 枚举第二段区间的右端点,在左边剩余部分中找出元素和最大的第一段区间,并用前缀和优化求子数组…

Nginx基础详解5(nginx集群、四七层的负载均衡、Jmeter工具的使用、实验验证集群的性能与单节点的性能)

续Nginx基础详解4(location模块、nginx跨域问题的解决、nginx防盗链的设计原理及应用、nginx模块化解剖)-CSDN博客 目录 14.nginx集群(前传) 14.1如何理解单节点和集群的概念 14.2单节点和集群的比较 14.3Nginx中的负载均衡…

对象的概念

对象是编程中一个重要的概念,尤其在面向对象编程(OOP)中更为核心。简单来说,对象是一种数据结构,它可以存储相关的数据和功能。以下是关于对象的详细描述: 1. 对象的定义 对象是属性(数据&…

QT入门教程攻略 QT入门游戏设计:贪吃蛇实现 QT全攻略心得总结

Qt游戏设计:贪吃蛇 游戏简介 贪吃蛇是一款经典的休闲益智类游戏,玩家通过控制蛇的移动来吃掉地图上的食物,使蛇的身体变长。随着游戏的进行,蛇的移动速度会逐渐加快,难度也随之增加。当蛇撞到墙壁或自己的身体时&…

深入探讨JavaScript中的精度问题:原理与解决方案

深入探讨JavaScript中的精度问题:原理与解决方案 在日常的JavaScript开发中,我们经常会遇到一些令人困惑的数值计算问题,特别是涉及到小数点运算时。例如,为什么0.1 0.2的结果不是预期的0.3,而是0.30000000000000004…

Laravel Filament 如何配置多语言支持

演示 一、安装拓展包outerweb/filament-translatable-fields composer require outerweb/filament-translatable-fields配置模型 该套件包含一个名为 HasTranslations 的特性,用于使 Eloquent 模型具备多语言功能。翻译值以 JSON 格式存储,并不需要额外…

Run the FPGA VI 选项的作用

Run the FPGA VI 选项的作用是决定当主机 VI 运行时,FPGA VI 是否会自动运行。 具体作用: 勾选 “Run the FPGA VI”: 当主机 VI 执行时,如果 FPGA VI 没有正在运行,系统将自动启动并运行该 FPGA VI。 这可以确保 FPG…

夜间数据库IO负载飙升?MySQL批量删除操作引发的问题排查

目录 问题现象 问题分析 修改建议 总结 问题现象 近日,某用户反馈他们的MySQL数据库实例在凌晨时段会频繁出现IO负载急剧上升的情况,这种状态会持续一段时间,随后自行恢复正常。为了查明原因,该用户通过DBdoctor工具收集了相…

js进阶——深入解析JavaScript中的URLSearchParams

深入解析 JavaScript 中的 URLSearchParams 在现代Web开发中,我们经常需要处理URL中的查询参数,尤其是在构建动态Web应用时。这些查询参数(query parameters)通常以 ?keyvalue&key2value2 的形式存在。JavaScript 提供了一个…

javascript:void(0)

javascript:void(0)是一种常用于HTML中的Javascript语句,通常用作链接的href属性。它的主要作用是防止链接的默认行为(例如跳转到一个新页面或刷新当前页面),同时又可以执行一些Javascript代码 详细解释 javascript:这是一个协议&#xff0c…

第十三章 Redis短信登录实战(基于Redis)

目录 一、概述 1.1. Session复制 1.2. 使用Redis 二、基于Redis实现共享Session登录 2.1. 实现思路 2.2. 功能实现的主要代码 2.2.1. 用户业务接口 2.2.2. 用户业务接口实现类 2.2.3. 用户控制层 2.2.4. 登录拦截器 2.2.5. 拦截器配置类 2.3. 优化登录拦截器 完…

【PostgreSQL】实战篇——数据备份和恢复的最佳实践和工具

数据备份和恢复是确保数据安全性和可用性的关键环节。无论是由于硬件故障、软件错误、数据损坏还是人为错误,能够快速恢复数据都是保护业务连续性的重要措施。 PostgreSQL 提供了多种备份和恢复工具和方法,其中最常用的包括 pg_dump、pg_restore 和点时…

C++、Ruby和JavaScript

C C最初被称为带类的C, 兼容C的语法,此既是C得以流行的前提,也是C某些语法被捆绑的根源。C的来源于C语言的递增运算符,代表增加,意义为扩展。 C的历史 C类的设计思想来源于Simula. Simula为模拟的意思,被称为最早的面向…

电池大师 2.3.9 | 专业电池管理,延长寿命优化性能

Battery Guru 显示电池使用情况信息,测量电池容量(mAh),并通过有用技巧帮助用户改变充电习惯,延长电池寿命。支持显示电池健康状况,优化电池性能。 大小:9.6M 百度网盘:https://pan…

26.删除有序数组中的重复项

题目::26. 删除有序数组中的重复项 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 思路:只要不和前面的数一样就可以移动指针&#xff0c;进行赋值 代码: class Solution { public:int removeDuplicates(vector<int>& nums) {int slow 0 ;for(int fast 1; fast < …

髓质脊髓三叉神经核文献阅读笔记

文献阅读 1.RNA-seq 对于大量RNA测序&#xff0c;收集第30天的类器官。使用FastPure细胞/组织总RNA分离试剂盒根据制造商的方案提取总RNA。采用Nanodrop 2000分光光度计测定RNA浓度和纯度。使用Agilent 2100生物分析仪和2100 RNA纳米6000检测试剂盒评估RNA样品的完整性。简单…

选型工单管理系统,从原理到应用全面解读

工单管理系统提升客户支持效率&#xff0c;优化内部协作&#xff0c;强化数据分析。选型需明确需求&#xff0c;比较系统功能和特性&#xff0c;评估试用后选择最适合的系统。ZohoDesk凭其多渠道支持、智能分配、自动化工具、协作工具和数据分析能力&#xff0c;成为企业优选。…

Redis篇(缓存机制 - 基本介绍)(持续更新迭代)

目录 一、缓存介绍 二、经典三缓存问题 1. 缓存穿透 1.1. 简介 1.2. 解决方案 1.3. 总结 2. 缓存雪崩 2.1. 简介 2.2. 解决方案 2.3. 总结 3. 缓存击穿 3.1. 简介 3.2. 解决方案 3.3. 总结 4. 经典三缓存问题出现的根本原因 三、常见双缓存方案 1. 缓存预热 1…

MySQL进阶 - 索引

01 索引概述 【1】概念&#xff1a;索引就是一种有序的数据结构&#xff0c;可用于高效查询数据。在数据库表中除了要保存原始数据外&#xff0c;数据库还需要去维护索引这种数据结构&#xff0c;通过这种数据结构来指向原始数据&#xff0c;这样就可以根据这些数据结构实现高…

一个月学会Java 第8天 方法与递归

Day8 方法与递归 方法这个东西我们之前讲过&#xff0c;但是只是讲了原理并没有详细的讲解东西&#xff0c;还有构造器这个东西&#xff0c;也只是介绍过全貌&#xff0c;构造器其实就是一个特殊的方法&#xff0c;但是由于特殊&#xff0c;所以我们之后再讲&#xff0c;还有一…