有状态LSTM:何时重置状态?

时间:2017-08-10 21:08:13

标签: python machine-learning keras lstm recurrent-neural-network

给定 X 维度为(m个样本,n个序列和k个特征) y 标签的维度为(m样品,0/1)

假设我想训练一个有状态的LSTM(通过keras定义,其中" stateful = True"意味着每个样本的序列之间没有重置细胞状态 - 如果我是,请纠正我。错误!),是否应该在每个时期每个样本的基础上重置状态?

示例:

for e in epoch:
    for m in X.shape[0]:          #for each sample
        for n in X.shape[1]:      #for each sequence
            #train_on_batch for model...
            #model.reset_states()  (1) I believe this is 'stateful = False'?
        #model.reset_states()      (2) wouldn't this make more sense?
    #model.reset_states()          (3) This is what I usually see...

总之,我不确定是否在每个序列或每个时期之后重置状态(在所有m个样本都在X中训练之后)。

非常感谢建议。

1 个答案:

答案 0 :(得分:5)

如果使用stateful=True,通常会在每个纪元或每两个样本结束时重置状态。如果要在每个样本后重置状态,那么这相当于仅使用stateful=False

关于您提供的循环:

for e in epoch:
    for m in X.shape[0]:          #for each sample
        for n in X.shape[1]:      #for each sequence

请注意X的维度并非完全

 (m samples, n sequences, k features)

维度实际上是

(batch size, number of timesteps, number of features)

因此,你不应该有内循环:

for n in X.shape[1]

现在,关于循环

for m in X.shape[0]

由于批量枚举是在keras中自动完成的,因此您也不必实现此循环(除非您希望每隔几个样本重置一次状态)。因此,如果您只想在每个纪元的末尾重置,则只需要外部循环。

以下是此类架构的示例(取自this blog post):

batch_size = 1
model = Sequential()
model.add(LSTM(16, batch_input_shape=(batch_size, X.shape[1], X.shape[2]), stateful=True))
model.add(Dense(y.shape[1], activation='softmax'))
model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])
for i in range(300):
    model.fit(X, y, epochs=1, batch_size=batch_size, verbose=2, shuffle=False)
    model.reset_states()