title: pytorch中LSTM筆記
date: 2018-07-12 16:52:53
tags:
- torch項(xiàng)目
categories:
- pytorch
單向LSTM筆記
torch.nn.LSTM()輸入API
- 重要參數(shù)
- input_size: 每一個(gè)時(shí)步(time_step)輸入到lstm單元的維度.(實(shí)際輸入的數(shù)據(jù)size為
[batch_size, input_size]
) - hidden_size: 確定了隱含狀態(tài)hidden_state的維度. 可以簡(jiǎn)單的看成: 構(gòu)造了一個(gè)權(quán)重
, 隱含狀態(tài)
-
num_layers: 疊加的層數(shù)急凰。如圖所示num_layers為3圖 1.
- input_size: 每一個(gè)時(shí)步(time_step)輸入到lstm單元的維度.(實(shí)際輸入的數(shù)據(jù)size為
- batch_first: 輸入數(shù)據(jù)的size為
[batch_size, time_step, input_size]
還是[time_step, batch_size, input_size]
示例代碼
使用單向LSTM進(jìn)行MNIST分類
import torch
import torch.utils.data as Data
import torchvision
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
BATCH_SIZE = 50
class RNN(torch.nn.Module):
def __init__(self):
super().__init__()
self.rnn=torch.nn.LSTM(
input_size=28,
hidden_size=64,
num_layers=1,
batch_first=True
)
self.out=torch.nn.Linear(in_features=64,out_features=10)
def forward(self,x):
# 以下關(guān)于shape的注釋只針對(duì)單向
# output: [batch_size, time_step, hidden_size]
# h_n: [num_layers,batch_size, hidden_size] # 雖然LSTM的batch_first為True,但是h_n/c_n的第一維還是num_layers
# c_n: 同h_n
output,(h_n,c_n)=self.rnn(x)
print(output.size())
# output_in_last_timestep=output[:,-1,:] # 也是可以的
output_in_last_timestep=h_n[-1,:,:]
# print(output_in_last_timestep.equal(output[:,-1,:])) #ture
x=self.out(output_in_last_timestep)
return x
if __name__ == "__main__":
# 1. 加載數(shù)據(jù)
training_dataset = torchvision.datasets.MNIST("./mnist", train=True,
transform=torchvision.transforms.ToTensor(), download=True)
dataloader = Data.DataLoader(dataset=training_dataset,
batch_size=BATCH_SIZE, shuffle=True, num_workers=2)
# showSample(dataloader)
test_data=torchvision.datasets.MNIST(root="./mnist",train=False,
transform=torchvision.transforms.ToTensor(),download=False)
test_dataloader=Data.DataLoader(
dataset=test_data,batch_size=1000,shuffle=False,num_workers=2)
testdata_iter=iter(test_dataloader)
test_x,test_y=testdata_iter.next()
test_x=test_x.view(-1,28,28)
# 2. 網(wǎng)絡(luò)搭建
net=RNN()
# 3. 訓(xùn)練
# 3. 網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練(和之前CNN訓(xùn)練的代碼基本一樣)
optimizer=torch.optim.Adam(net.parameters(),lr=0.001)
loss_F=torch.nn.CrossEntropyLoss()
for epoch in range(1): # 數(shù)據(jù)集只迭代一次
for step, input_data in enumerate(dataloader):
x,y=input_data
pred=net(x.view(-1,28,28))
loss=loss_F(pred,y) # 計(jì)算loss
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
if step%50==49: # 每50步洪规,計(jì)算精度
with torch.no_grad():
test_pred=net(test_x)
prob=torch.nn.functional.softmax(test_pred,dim=1)
pred_cls=torch.argmax(prob,dim=1)
acc=(pred_cls==test_y).sum().numpy()/pred_cls.size()[0]
print(f"{epoch}-{step}: accuracy:{acc}")
LSTM輸出API
由上面代碼可以看到輸出為:
output,(h_n,c_n)=self.rnn(x)
image
-
output: 如果num_layer為3翅阵,則output只記錄最后一層(即调炬,第三層)的輸出
- 對(duì)應(yīng)圖中向上的各個(gè)time_step的
乔夯,也即
output
- 其size根據(jù)
batch_first
而不同库说〔卣叮可能是[batch_size, time_step, hidden_size]
或[time_step, batch_size, hidden_size]
- 對(duì)應(yīng)圖中向上的各個(gè)time_step的
-
h_n: 各個(gè)層的最后一個(gè)時(shí)步的隱含狀態(tài)
h
.- size為
[num_layers,batch_size, hidden_size]
- 對(duì)應(yīng)圖中向右的
. 可以看出對(duì)于單層單向的LSTM他匪, 其
h_n
最后一層輸出h_n[-1,:,:]
菇存,和output
最后一個(gè)時(shí)步的輸出output[:,-1,:]
相等。在示例代碼中print(h_n[-1,:,:].equal(output[:,-1,:]))
會(huì)打印True
- size為
-
c_n: 各個(gè)層的最后一個(gè)時(shí)步的隱含狀態(tài)
C
- c_n可以看成另一個(gè)隱含狀態(tài)邦蜜,size和
h_n
相同
- c_n可以看成另一個(gè)隱含狀態(tài)邦蜜,size和