Theano教程中RNN的参数

时间:2016-03-29 05:03:05

标签: theano deep-learning recurrent-neural-network

class RNNSLU(object):
''' elman neural net model '''
def __init__(self, nh, nc, ne, de, cs):
    '''
    nh :: dimension of the hidden layer
    nc :: number of classes
    ne :: number of word embeddings in the vocabulary
    de :: dimension of the word embeddings
    cs :: word window context size
    '''
    # parameters of the model
    self.emb = theano.shared(name='embeddings',
                             value=0.2 * numpy.random.uniform(-1.0, 1.0,
                             (ne+1, de))
                             # add one for padding at the end
                             .astype(theano.config.floatX))
    self.wx = theano.shared(name='wx',
                            value=0.2 * numpy.random.uniform(-1.0, 1.0,
                            (de * cs, nh))
                            .astype(theano.config.floatX))
    self.wh = theano.shared(name='wh',
                            value=0.2 * numpy.random.uniform(-1.0, 1.0,
                            (nh, nh))
                            .astype(theano.config.floatX))
    self.w = theano.shared(name='w',
                           value=0.2 * numpy.random.uniform(-1.0, 1.0,
                           (nh, nc))
                           .astype(theano.config.floatX))
    self.bh = theano.shared(name='bh',
                            value=numpy.zeros(nh,
                            dtype=theano.config.floatX))
    self.b = theano.shared(name='b',
                           value=numpy.zeros(nc,
                           dtype=theano.config.floatX))
    self.h0 = theano.shared(name='h0',
                            value=numpy.zeros(nh,
                            dtype=theano.config.floatX))

    # bundle
    self.params = [self.emb, self.wx, self.wh, self.w, self.bh, self.b, self.h0]



def recurrence(x_t, h_tm1):
        h_t = T.nnet.sigmoid(T.dot(x_t, self.wx)
                             + T.dot(h_tm1, self.wh) + self.bh)
        s_t = T.nnet.softmax(T.dot(h_t, self.w) + self.b)
        return [h_t, s_t]

[h, s], = theano.scan(fn=recurrence,
                            sequences=x,
                            outputs_info=[self.h0, None],
                            n_steps=x.shape[0])

我正在关注有关RNN的Theano教程。(http://deeplearning.net/tutorial/rnnslu.html)但我有两个问题。 第一。在本教程中,重现函数如下:

def recurrence(x_t, h_tm1): h_t = T.nnet.sigmoid(T.dot(x_t, self.wx) + T.dot(h_tm1, self.wh) + self.bh) s_t = T.nnet.softmax(T.dot(h_t, self.w) + self.b) return [h_t, s_t]

我为什么不加h_t中的h0? (即h_t = T.nnet.sigmoid(T.dot(x_t, self.wx) + T.dot(h_tm1, self.wh) + self.bh + self.h0)

第二,为什么outputs_info=[self.h0, None]?我知道outputs_info是初始化结果。所以我想outputs_info=[self.bh+self.h0, T.nnet.softmax(T.dot(self.bh+self.h0, self.w_h2y) + self.b_h2y)]

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

def recurrence(x_t, h_tm1):
        h_t = T.nnet.sigmoid(T.dot(x_t, self.wx)
                             + T.dot(h_tm1, self.wh) + self.bh)
        s_t = T.nnet.softmax(T.dot(h_t, self.w) + self.b)
        return [h_t, s_t]

所以,首先你问我们为什么不在递归函数中使用h0。让我们分解这部分,

   h_t = T.nnet.sigmoid(T.dot(x_t, self.wx)+ T.dot(h_tm1, self.wh) + self.bh)

我们期望的是3个学期。

  1. 第一个词是输入层乘以加权矩阵T.dot(x_t, self.wx)

  2. 第二个术语是隐藏层,由另一个加权矩阵(这就是使其重复出现)T.dot(h_tm1, self.wh)多了。请注意,您必须有加权矩阵,建议您基本上添加self.h0作为偏见。

  3. 第三个术语是隐藏图层的偏差self.bh

  4. 现在,在每次迭代之后,我们想要跟踪self.h0中包含的隐藏层激活。但是,self.h0意味着包含CURRENT激活,我们需要的是之前的激活。

    [h, s], _ = theano.scan(fn=recurrence,
                                sequences=x,
                                outputs_info=[self.h0, None],
                                n_steps=x.shape[0])
    

    所以,再看一下扫描功能。你是对的outputs_info=[self.h0, None]初始化值,但值也与输出相关联。 recurrence()有两个输出,即[h_t, s_t]

    那么outputs_info的作用也就是每次迭代后,self.h0的值被h_t(第一个返回值)覆盖。 outputs_info的第二个元素是None,因为我们不会在任何地方保存或初始化s_t的值(outputs_info的第二个参数以这种方式链接到递归函数的返回值。)

    在下一次迭代中,outputs_info的第一个参数再次用作输入,因此h_tm1self.h0的值相同。但是,既然我们必须有h_tm的参数,我们必须初始化这个值。由于我们不需要在outputs_info中初始化第二个参数,因此我们将第二个术语保留为None

    当然,theano.scan()功能有时令人困惑,我也很陌生。但是,这是我在做同样的教程时所理解的。