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tensorflow(四十):循环神经网络RNN

tensorflow(四十):循环神经网络RNN

一、基础模型

1、这种模型,句子长的话,权值参数多、不能记住上下文信息。

 

 2、参数共享,并增加记忆功能。

 

 3、公式化表示RNN

 二、RNN维度解析

1、如图,假设x的维度[batch, seq_len, embedding_len]是[b, 80, 100],则在t时刻,Xt的形状是[b, 100], 因此,[b, 100] @[100, 64] + [b, 64]@[64, 64]=[b, 64]

就是有个降维过程,100的嵌入维度,降到了我们预设的64维。X @ Wxh + h @ Whh

 

 2、如图。我们预设的隐层3维,输入形状就是[b, embedding_size],其中嵌入维度是4.kernel0是Wxh,第二个是Whh,第三个参数是偏执b

 

 3、out维度和h维度一样。xt1就是h1

 

 

 

 

三、多层RNN

 

 

 

 

 

 

 四、实战

复制代码

import  os
os.environ['TF_CPP_MIN_LOG_LEVEL']='2'import  tensorflow as tfimport  numpy as npfrom    tensorflow import kerasfrom    tensorflow.keras import layers


tf.random.set_seed(22)
np.random.seed(22) 
assert tf.__version__.startswith('2.')

batchsz = 128# the most frequest wordstotal_words = 10000max_review_len = 80embedding_len = 100(x_train, y_train), (x_test, y_test) = keras.datasets.imdb.load_data(num_words=total_words)# x_train:[b, 80]# x_test: [b, 80]x_train = keras.preprocessing.sequence.pad_sequences(x_train, maxlen=max_review_len)
x_test = keras.preprocessing.sequence.pad_sequences(x_test, maxlen=max_review_len)
# 其中,drop_remainder意思是将最后一个不满一个batch的句子组丢弃
db_train = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((x_train, y_train))
db_train = db_train.shuffle(1000).batch(batchsz, drop_remainder=True)
db_test = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((x_test, y_test))
db_test = db_test.batch(batchsz, drop_remainder=True)print('x_train shape:', x_train.shape, tf.reduce_max(y_train), tf.reduce_min(y_train))print('x_test shape:', x_test.shape)class MyRNN(keras.Model):    def __init__(self, units):
        super(MyRNN, self).__init__()        # [b, 64]
        self.state0 = [tf.zeros([batchsz, units])]
        self.state1 = [tf.zeros([batchsz, units])]        # transform text to embedding representation
        # [b, 80] => [b, 80, 100]
        self.embedding = layers.Embedding(total_words, embedding_len,
                                          input_length=max_review_len)        # [b, 80, 100] , h_dim: 64
        # RNN: cell1 ,cell2, cell3
        # SimpleRNN
        self.rnn_cell0 = layers.SimpleRNNCell(units, dropout=0.5)
        self.rnn_cell1 = layers.SimpleRNNCell(units, dropout=0.5)        # fc, [b, 80, 100] => [b, 64] => [b, 1]
        self.outlayer = layers.Dense(1)    def call(self, inputs, training=None):        """
        net(x) net(x, training=True) :train mode
        net(x, training=False): test
        :param inputs: [b, 80]
        :param training:
        :return:        """
        # [b, 80]
        x = inputs        # embedding: [b, 80] => [b, 80, 100]
        x = self.embedding(x)        # rnn cell compute
        # [b, 80, 100] => [b, 64]
        state0 = self.state0
        state1 = self.state1        for word in tf.unstack(x, axis=1): # word: [b, 100]
            # h1 = x*wxh+h0*whh
            # out0: [b, 64]
            out0, state0 = self.rnn_cell0(word, state0, training)            # out1: [b, 64]
            out1, state1 = self.rnn_cell1(out0, state1, training)        # out: [b, 64] => [b, 1]
        x = self.outlayer(out1)        # p(y is pos|x)
        prob = tf.sigmoid(x)        return probdef main():
    units = 64
    epochs = 4

    model = MyRNN(units)
    model.compile(optimizer = keras.optimizers.Adam(0.001),
                  loss = tf.losses.BinaryCrossentropy(),
                  metrics=['accuracy'],experimental_run_tf_function=False)
    model.fit(db_train, epochs=epochs, validation_data=db_test)

    model.evaluate(db_test)if __name__ == '__main__':
    main()


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