🎉 LSTM网络中各层解读 🎉

LSTM网络中各层解读

https://towardsdatascience.com/reading-between-the-layers-lstm-network-7956ad192e58

构建深度神经网络最关键的部分之一是——当数据流经不同的层时,要对其有一个清晰的视图,这些层经历了维度的变化、形状的改变、扁平化和重新塑造……

LSTM Network Architecture for Sentiment Analysis

每层解读:

0) 把单词变为tokens

1)embedding 把每个token变成特定大小的embedding

2)LSTM 由隐藏状态维度和层数决定

3)全连接层

4)激活函数

5)输出

数据:使用IMDB电影评论的数据集;

对数据进行了预处理,使得batch_size=50, 序列长度为200

1 dataiter = iter(train_loader)

2 x, y = dataiter.next()

3 x = x.type(torch.LongTensor)

4 print ('X is', x)

5 print ('Shape of X and y are :', x.shape, y.shape)

从X的形状可以看出,X是一个张量,为50行(=batch size)和200列(=sequence length)。

这个X将作为嵌入层的输入

Embedding layer :

使用torch.nn.Embedding模块作嵌入。它需要两个参数:词汇表大小和嵌入的维数

1 from torch import nn

2 vocab_size = len(words)

3 embedding_dim = 30

4 embeds = nn.Embedding(vocab_size, embedding_dim)

5 print ('Embedding layer is ', embeds)

6 print ('Embedding layer weights ', embeds.weight.shape)

1 embeds_out = embeds(x)

2 print ('Embedding layer output shape', embeds_out.shape)

3 print ('Embedding layer output ', embeds_out)

从嵌入层的输出可以看出,它作为嵌入权值的结果创建了一个三维张量。现在它有50行,200列和30个嵌入维,也就是说,在我们的审查中,我们为每个标记化的单词添加了嵌入维。该数据现在将进入LSTM层

LSTM Layer :

在定义LSTM层时,我们保持Batch First = True和隐藏单元的数量= 512。

1 # initializing the hidden state to 0

2 hidden=None

3 lstm = nn.LSTM(input_size=embedding_dim, hidden_size=512, num_layers=1, batch_first=True)

4 lstm_out, h = lstm(embeds_out, hidden)

5 print ('LSTM layer output shape', lstm_out.shape)

6 print ('LSTM layer output ', lstm_out)

通过查看LSTM层的输出,我们可以看到张量现在有50行,200列和512个LSTM节点。接下来,该数据被提取到全连接层

Fully Connected Layer :

对于全连通层,输入特征数= LSTM中隐藏单元数。输出大小= 1,因为我们只有二进制结果(1/0;正和负)

1 fc = nn.Linear(in_features=512, out_features=1)

2 fc_out = fc(lstm_out.contiguous().view(-1, 512))

3 print ('FC layer output shape', fc_out.shape)

4 print ('FC layer output ', fc_out)

注意,在将lstm输出放入fc层之前,必须将其压平。

1 fc = nn.Linear(in_features=512, out_features=1)

2 fc_out = fc(lstm_out.contiguous().view(-1, 512))

3 print ('FC layer output shape', fc_out.shape)

4 print ('FC layer output ', fc_out)

Sigmoid Activation Layer :

这只是为了将所有的输出值从完全连接的层转换为0到1之间的值

1 sigm = nn.Sigmoid()

2 sigm_out = sigm(fc_out)

3 print ('Sigmoid layer output shape', sigm_out.shape)

4 print ('Sigmoid layer output ', sigm_out)

Final Output :

这包括两个步骤:首先,重塑输出,使rows = batch大小

1 batch_size = x.shape[0]

2 out = sigm_out.view(batch_size, -1)

3 print ('Output layer output shape', out.shape)

4 print ('Output layer output ', out)

第二,正如我们在网络体系结构中看到的那样——我们只希望在最后一个序列之后进行输出(在最后一个时间步之后)

1 print ('Final sentiment prediction, ', out[:,-1])

这些输出来自未经训练的网络,因此这些值可能还不表示任何内容。这只是为了说明,我们将使用这些知识来正确定义模型。

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