热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 人工智能 > 正文

Pytorch实现LSTM和GRU示例

今天小编就为大家分享一篇Pytorch实现LSTM和GRU示例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧

为了解决传统RNN无法长时依赖问题,RNN的两个变体LSTM和GRU被引入。

LSTM

Long Short Term Memory,称为长短期记忆网络,意思就是长的短时记忆,其解决的仍然是短时记忆问题,这种短时记忆比较长,能一定程度上解决长时依赖。

上图为LSTM的抽象结构,LSTM由3个门来控制,分别是输入门、遗忘门和输出门。输入门控制网络的输入,遗忘门控制着记忆单元,输出门控制着网络的输出。最为重要的就是遗忘门,可以决定哪些记忆被保留,由于遗忘门的作用,使得LSTM具有长时记忆的功能。对于给定的任务,遗忘门能够自主学习保留多少之前的记忆,网络能够自主学习。

具体看LSTM单元的内部结构:

在每篇文章中,作者都会使用和标准LSTM稍微不同的版本,针对特定的任务,特定的网络结构往往表现更好。

GRU

上述的过程的线性变换没有使用偏置。隐藏状态参数不再是标准RNN的4倍,而是3倍,也就是GRU的参数要比LSTM的参数量要少,但是性能差不多。

Pytorch

在Pytorch中使用nn.LSTM()可调用,参数和RNN的参数相同。具体介绍LSTM的输入和输出:

输入: input, (h_0, c_0)

input:输入数据with维度(seq_len,batch,input_size)

h_0:维度为(num_layers*num_directions,batch,hidden_size),在batch中的

初始的隐藏状态.

c_0:初始的单元状态,维度与h_0相同

输出:output, (h_n, c_n)

output:维度为(seq_len, batch, num_directions * hidden_size)。

h_n:最后时刻的输出隐藏状态,维度为 (num_layers * num_directions, batch, hidden_size)

c_n:最后时刻的输出单元状态,维度与h_n相同。

LSTM的变量:

以MNIST分类为例实现LSTM分类

MNIST图片大小为28×28,可以将每张图片看做是长为28的序列,序列中每个元素的特征维度为28。将最后输出的隐藏状态 作为抽象的隐藏特征输入到全连接层进行分类。最后输出的

导入头文件:

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import torchvision
from torchvision import transforms
class Rnn(nn.Module):
  def __init__(self, in_dim, hidden_dim, n_layer, n_classes):
    super(Rnn, self).__init__()
    self.n_layer = n_layer
    self.hidden_dim = hidden_dim
    self.lstm = nn.LSTM(in_dim, hidden_dim, n_layer, batch_first=True)
    self.classifier = nn.Linear(hidden_dim, n_classes)

  def forward(self, x):
    out, (h_n, c_n) = self.lstm(x)
    # 此时可以从out中获得最终输出的状态h
    # x = out[:, -1, :]
    x = h_n[-1, :, :]
    x = self.classifier(x)
    return x

训练和测试代码:

transform = transforms.Compose([
  transforms.ToTensor(),
  transforms.Normalize([0.5], [0.5]),
])

trainset = torchvision.datasets.MNIST(root='./data', train=True, download=True, transform=transform)
trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=128, shuffle=True)

testset = torchvision.datasets.MNIST(root='./data', train=False, download=True, transform=transform)
testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=100, shuffle=False)

net = Rnn(28, 10, 2, 10)

net = net.to('cpu')
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.SGD(net.parameters(), lr=0.1, momentum=0.9)

# Training
def train(epoch):
  print('\nEpoch: %d' % epoch)
  net.train()
  train_loss = 0
  correct = 0
  total = 0
  for batch_idx, (inputs, targets) in enumerate(trainloader):
    inputs, targets = inputs.to('cpu'), targets.to('cpu')
    optimizer.zero_grad()
    outputs = net(torch.squeeze(inputs, 1))
    loss = criterion(outputs, targets)
    loss.backward()
    optimizer.step()

    train_loss += loss.item()
    _, predicted = outputs.max(1)
    total += targets.size(0)
    correct += predicted.eq(targets).sum().item()

    print(batch_idx, len(trainloader), 'Loss: %.3f | Acc: %.3f%% (%d/%d)'
      % (train_loss/(batch_idx+1), 100.*correct/total, correct, total))

def test(epoch):
  global best_acc
  net.eval()
  test_loss = 0
  correct = 0
  total = 0
  with torch.no_grad():
    for batch_idx, (inputs, targets) in enumerate(testloader):
      inputs, targets = inputs.to('cpu'), targets.to('cpu')
      outputs = net(torch.squeeze(inputs, 1))
      loss = criterion(outputs, targets)

      test_loss += loss.item()
      _, predicted = outputs.max(1)
      total += targets.size(0)
      correct += predicted.eq(targets).sum().item()

      print(batch_idx, len(testloader), 'Loss: %.3f | Acc: %.3f%% (%d/%d)'
        % (test_loss/(batch_idx+1), 100.*correct/total, correct, total))




for epoch in range(200):
  train(epoch)
  test(epoch)

以上这篇Pytorch实现LSTM和GRU示例就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持。


推荐阅读
  • 本文探讨了BERT模型在自然语言处理领域的应用与实践。详细介绍了Transformers库(曾用名pytorch-transformers和pytorch-pretrained-bert)的使用方法,涵盖了从模型加载到微调的各个环节。此外,还分析了BERT在文本分类、情感分析和命名实体识别等任务中的性能表现,并讨论了其在实际项目中的优势和局限性。 ... [详细]
  • 在Windows环境下离线安装PyTorch GPU版时,首先需确认系统配置,例如本文作者使用的是Win8、CUDA 8.0和Python 3.6.5。用户应根据自身Python和CUDA版本,在PyTorch官网查找并下载相应的.whl文件。此外,建议检查系统环境变量设置,确保CUDA路径正确配置,以避免安装过程中可能出现的兼容性问题。 ... [详细]
  • 本文介绍了一款高效的开源OCR文本识别模型,结合了TextBoxes++和RetinaNet的优势。该模型在文本检测方面表现出色,适用于多种场景。项目代码已托管至GitHub,方便研究人员和开发者使用和改进。 ... [详细]
  • 在上一节中,我们完成了网络的前向传播实现。本节将重点探讨如何为检测输出设定目标置信度阈值,并应用非极大值抑制技术以提高检测精度。为了更好地理解和实践这些内容,建议读者已经完成本系列教程的前三部分,并具备一定的PyTorch基础知识。此外,我们将详细介绍这些技术的原理及其在实际应用中的重要性,帮助读者深入理解目标检测算法的核心机制。 ... [详细]
  • 在 PyTorch 中,`pin_memory` 技术用于锁定页面内存。当在创建 `DataLoader` 时将 `pin_memory` 参数设置为 `True`,这意味着生成的 Tensor 数据最初会被存储在锁定的内存中。这一技术能够显著提高数据从 CPU 到 GPU 的传输效率,从而加快训练速度。通过合理利用 `pin_memory`,可以有效减少数据加载的瓶颈,提升整体性能。 ... [详细]
  • 谷歌工程师:TensorFlow已重获新生;网友:我还是用PyTorch
    乾明发自凹非寺量子位报道|公众号QbitAI道友留步!TensorFlow已重获新生。在“PyTorch真香”的潮流中,有人站出来为TensorFlow说话了。这次来自谷歌的工程师 ... [详细]
  • 1.如何进行迁移 使用Pytorch写的模型: 对模型和相应的数据使用.cuda()处理。通过这种方式,我们就可以将内存中的数据复制到GPU的显存中去。 ... [详细]
  • 5.Numpy 索引(一维索引/二维索引)
    本文内容是根据莫烦Python网站的视频整理的笔记,笔记中对代码的注释更加清晰明了,同时根据所有笔记还整理了精简版的思维导图,可在此专栏查看,想观看视频可直接去他的网 ... [详细]
  • python教程分享Pytorchmlu 实现添加逐层算子方法详解
    目录1、注册算子2、算子分发3、修改opmethods基类4、下发算子5、添加wrapper6、添加wrapper7、算子测试本教程分享了在寒武纪设备上pytorch-mlu中添加 ... [详细]
  • [TensorFlow系列3]:初学者是选择Tensorflow2.x还是1.x? 2.x与1.x的主要区别?
    作者主页(文火冰糖的硅基工坊):https:blog.csdn.netHiWangWenBing本文网址:https:blog.csdn.netHiW ... [详细]
  • pytorch(网络模型训练)
    上一篇目录标题网络模型训练小插曲训练模型数据训练GPU训练第一种方式方式二:查看GPU信息完整模型验证网络模型训练小插曲区别importtorchatorch ... [详细]
  • 一、Transorboard使用(可视化工具)(观察模型不同阶段的数据状况)fromtorch.utils.tensorboardimportSummaryWriterfromPI ... [详细]
  • CBAM:卷积块注意模块
    CBAM:ConvolutionalBlockAttentionModule论文地址:https:arxiv.orgabs1807.06521简介:我们提出了 ... [详细]
  • 1.首先在终端中输入python进入python交互式环境2.接着输入 importtorch print(torch.__version__)#注意是 ... [详细]
  • 上期使用LSTM做短文本分类效果不如CNN,或许有朋友会问什么场景下LSTM能体现出序列性的优势,本期使用双向LSTM-CNNs-CRF实现SequenceLabeling。CRF ... [详细]
author-avatar
飞翔1
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有