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首頁(yè)大數(shù)據(jù)時(shí)代深度學(xué)習(xí)中LSTM的核心思想是什么？
深度學(xué)習(xí)中LSTM的核心思想是什么？
2020-07-13
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LSTM全稱(chēng)為：long short term memory，也叫作長(zhǎng)短期記憶人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)上是一種時(shí)間循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。LSTM是為了解決一般的RNN長(zhǎng)期依賴(lài)問(wèn)題而被專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)出來(lái)的。所有的RNN都具有一種重復(fù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊的鏈?zhǔn)叫问?。在?biāo)準(zhǔn)RNN中，這個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)模塊只有一個(gè)非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，例如一個(gè)tanh層。

LSTM 也具有這樣的結(jié)構(gòu)，但是重復(fù)的模塊擁有的卻是一個(gè)不同的結(jié)構(gòu)。相比單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層，LSTM有四個(gè)，采用一種非常特殊的方式來(lái)進(jìn)行交互。

LSTM核心思想：

LSTM最為關(guān)鍵的地方是：細(xì)胞的狀態(tài)(綠色的圖代表的是一個(gè)cell)，以及穿過(guò)細(xì)胞的那條水平線。

細(xì)胞狀態(tài)與傳送帶相類(lèi)似。直接運(yùn)行在整個(gè)鏈上，線性交互數(shù)量很少。能夠很容易的讓信息在上面流傳并且保持不變。

如果只有上面的那條水平線是無(wú)法進(jìn)行添加或者刪除信息的，需要借助一種叫做 門(mén)(gates) 的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

門(mén) 能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性地讓信息通過(guò)，這主要是利用一個(gè) sigmoid 的神經(jīng)層以及一個(gè)逐點(diǎn)相乘的操作而實(shí)現(xiàn)的。

sigmoid 層輸出的每一個(gè)元素都是一個(gè)在 0 和 1 之間的實(shí)數(shù)，表示的是讓對(duì)應(yīng)信息通過(guò)的權(quán)重(或者占比)。比如， 0 代表“不讓任何信息通過(guò)”， 1代表“讓所有信息通過(guò)”。

LSTM通過(guò)遺忘門(mén)、輸入門(mén)和輸出門(mén)，三個(gè)這樣的基本結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的保護(hù)和控制。

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