99999久久久久久亚洲,欧美人与禽猛交狂配,高清日韩av在线影院,一个人在线高清免费观看,啦啦啦在线视频免费观看www

熱線電話：13121318867

登錄
首頁大數(shù)據(jù)時代LSTM如何來避免梯度彌散和梯度爆炸？
LSTM如何來避免梯度彌散和梯度爆炸？
2023-03-22
收藏

LSTM（Long Short-Term Memory）是一種常用的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，主要應(yīng)用于序列數(shù)據(jù)的處理。在訓(xùn)練LSTM模型時，由于網(wǎng)絡(luò)層數(shù)和時間步長的增加，會出現(xiàn)梯度彌散和梯度爆炸的問題。本文將介紹LSTM是如何通過一系列的改進(jìn)來避免這些問題。

  1. 梯度彌散

在循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，每個時間步都包含一個相同的參數(shù)集合。在反向傳播過程中，梯度會從當(dāng)前時間步開始一步步地傳遞到之前的時間步。如果每個時間步的梯度都小于1，那么在多次連乘操作后，梯度值將會趨近于0，導(dǎo)致模型無法學(xué)習(xí)到長期依賴性。這就是梯度彌散的問題。

為了解決這個問題，LSTM引入了三個門（input gate、forget gate和output gate），分別控制信息的輸入、遺忘和輸出。這些門的存在使得LSTM可以更加精細(xì)地控制信息的流動。同時，LSTM還引入了一個狀態(tài)變量C，用來存儲歷史信息。對于每個時間步，LSTM會根據(jù)輸入信息和上一個時間步的狀態(tài)來更新當(dāng)前時間步的狀態(tài)和輸出。具體來說，LSTM的狀態(tài)更新公式如下：

$$ C_t = f_todot C_{t-1} + i_todot tilde{C_t} $$

其中$odot$表示逐元素乘積，$f_t$表示forget gate的輸出，$i_t$表示input gate的輸出，$tilde{C_t}$表示當(dāng)前時間步的候選狀態(tài)。在這個公式中，$f_todot C_{t-1}$表示上一時間步的狀態(tài)，$i_todot tilde{C_t}$表示當(dāng)前時間步的新狀態(tài)。這個公式的含義是：如果forget gate輸出為1，則狀態(tài)會保留原始信息；如果input gate輸出為1，則狀態(tài)會加入新信息。在這種情況下，模型可以在不丟失歷史信息的同時，有效地更新狀態(tài)。

  1. 梯度爆炸

與梯度彌散相反，梯度爆炸的問題是指梯度值過大，導(dǎo)致模型無法收斂。當(dāng)梯度超過一個可接受的閾值時，會產(chǎn)生數(shù)值溢出的問題。為了避免這個問題，一般使用梯度裁剪技術(shù)。

梯度裁剪是一種簡單而有效的方法，用于約束梯度的范圍。一般來說，我們設(shè)定一個最大值$max_norm$，如果梯度的范數(shù)大于$max_norm$，則將其縮放至$max_norm$。這樣可以保證梯度不會超過一個可接受的范圍，同時也提高了模型的魯棒性和泛化能力。

除了梯度裁剪，還有其他一些方法可以幫助LSTM解決梯度爆炸的問題。例如，使用較小的學(xué)習(xí)率、初始化網(wǎng)絡(luò)權(quán)重等。這些方法雖然不能完全避免梯度爆炸的問題，但可以減少其出現(xiàn)的頻率和影響。

總結(jié)起來，LSTM通過引入門控機(jī)制和狀態(tài)變量，可以有效地解決梯度彌散的問題。同時，通過梯度裁剪和其他一些技術(shù)，LSTM也可以避免梯度爆炸的問題。

除了上述方法，LSTM還有一些其他的改進(jìn)，可以幫助解決梯度彌散和梯度爆炸的問題。

  1. LSTM中的批標(biāo)準(zhǔn)化

批標(biāo)準(zhǔn)化（Batch Normalization）是一種廣泛使用的技術(shù)，用于加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂速度和提高泛化能力。在LSTM中，批標(biāo)準(zhǔn)化可以應(yīng)用于輸入、輸出、狀態(tài)等不同部分。通過對每個批次數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，可以使得模型更加穩(wěn)定，避免出現(xiàn)梯度彌散和梯度爆炸的問題。

  1. 梯度檢查

梯度檢查是一種常用的方法，用于檢查反向傳播算法是否正確。在LSTM中，我們可以對梯度進(jìn)行檢查，以確保其值不會過大或者過小。如果發(fā)現(xiàn)梯度異常，就需要調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)，以使得梯度始終保持在一個合適的范圍內(nèi)。

數(shù)據(jù)分析咨詢請掃描二維碼

若不方便掃碼，搜微信號：CDAshujufenxi

數(shù)據(jù)分析師資訊
更多

OK
客服在線
立即咨詢
客服在線
立即咨詢
') } function initGt() { var handler = function (captchaObj) { captchaObj.appendTo('#captcha'); captchaObj.onReady(function () { $("#wait").hide(); }).onSuccess(function(){ $('.getcheckcode').removeClass('dis'); $('.getcheckcode').trigger('click'); }); window.captchaObj = captchaObj; }; $('#captcha').show(); $.ajax({ url: "/login/gtstart?t=" + (new Date()).getTime(), // 加隨機(jī)數(shù)防止緩存 type: "get", dataType: "json", success: function (data) { $('#text').hide(); $('#wait').show(); // 調(diào)用 initGeetest 進(jìn)行初始化 // 參數(shù)1：配置參數(shù) // 參數(shù)2：回調(diào)，回調(diào)的第一個參數(shù)驗(yàn)證碼對象，之后可以使用它調(diào)用相應(yīng)的接口 initGeetest({ // 以下 4 個配置參數(shù)為必須，不能缺少 gt: data.gt, challenge: data.challenge, offline: !data.success, // 表示用戶后臺檢測極驗(yàn)服務(wù)器是否宕機(jī) new_captcha: data.new_captcha, // 用于宕機(jī)時表示是新驗(yàn)證碼的宕機(jī) product: "float", // 產(chǎn)品形式，包括：float，popup width: "280px", https: true // 更多配置參數(shù)說明請參見：http://docs.geetest.com/install/client/web-front/ }, handler); } }); } function codeCutdown() { if(_wait == 0){ //倒計時完成 $(".getcheckcode").removeClass('dis').html("重新獲取"); }else{ $(".getcheckcode").addClass('dis').html("重新獲取("+_wait+"s)"); _wait--; setTimeout(function () { codeCutdown(); },1000); } } function inputValidate(ele,telInput) { var oInput = ele; var inputVal = oInput.val(); var oType = ele.attr('data-type'); var oEtag = $('#etag').val(); var oErr = oInput.closest('.form_box').next('.err_txt'); var empTxt = '請輸入'+oInput.attr('placeholder')+'！'; var errTxt = '請輸入正確的'+oInput.attr('placeholder')+'！'; var pattern; if(inputVal==""){ if(!telInput){ errFun(oErr,empTxt); } return false; }else { switch (oType){ case 'login_mobile': pattern = /^1[3456789]\d{9}$/; if(inputVal.length==11) { $.ajax({ url: '/login/checkmobile', type: "post", dataType: "json", data: { mobile: inputVal, etag: oEtag, page_ur: window.location.href, page_referer: document.referrer }, success: function (data) { } }); } break; case 'login_yzm': pattern = /^\d{6}$/; break; } if(oType=='login_mobile'){ } if(!!validateFun(pattern,inputVal)){ errFun(oErr,'') if(telInput){ $('.getcheckcode').removeClass('dis'); } }else { if(!telInput) { errFun(oErr, errTxt); }else { $('.getcheckcode').addClass('dis'); } return false; } } return true; } function errFun(obj,msg) { obj.html(msg); if(msg==''){ $('.login_submit').removeClass('dis'); }else { $('.login_submit').addClass('dis'); } } function validateFun(pat,val) { return pat.test(val); }