首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往
您找到你想要的搜索结果了吗?
是的
没有找到

CS231n第九节:循环神经网络RNN

本章我们将介绍 循环神经网络 Recurrent Neural Networks (RNNs),RNN的一大优点是为网络结构的搭建提供了很大的灵活性。通常情况下,我们提及的神经网络一般有一个固定的输入,然后经过一些隐藏层的处理,得到一个固定大小的输出向量(如下图左所示,其中红色表示输入,绿色表示隐藏层,蓝色表示输出,下同)。这种“原始”的神经网络接受一个输入,并产生一个输出,但是有些任务需要产生多个输出,即一对多的模型(如下图 one-to-many标签所示)。循环神经网络使得我们可以输入一个序列,或者输出一个序列,或者同时输入和输出一个序列。下面按照输入输出是否为一个序列对RNN进行划分,并给出每种模型的一个应用场景:

04

Sequence to Sequence Learning with Neural Networks论文阅读

作者(三位Google大佬)一开始提出DNN的缺点,DNN不能用于将序列映射到序列。此论文以机器翻译为例,核心模型是长短期记忆神经网络(LSTM),首先通过一个多层的LSTM将输入的语言序列(下文简称源序列)转化为特定维度的向量,然后另一个深层LSTM将此向量解码成相应的另一语言序列(下文简称目标序列)。我个人理解是,假设要将中文翻译成法语,那么首先将中文作为输入,编码成英语,然后再将英语解码成法语。这种模型与基于短语的统计机器翻译(Static Machine Translation, SMT)相比,在BLUE(Bilingual Evaluation Understudy)算法的评估下有着更好的性能表现。同时,作者发现,逆转输入序列能显著提升LSTM的性能表现,因为这样做能在源序列和目标序列之间引入许多短期依赖,使得优化更加容易

02

利用神经网络进行序列到序列转换的学习

深度神经网络是在困难的学习任务中取得卓越性能的强大模型。尽管拥有大量的标记训练集,DNN就能很好地工作,但是它们并不能用于将序列映射到序列。在本文中,我们提出了一种通用的端到端序列学习方法,它对序列结构作出最小的假设。我们的方法使用多层长短期记忆网络(LSTM)将输入序列映射到一个固定维度的向量,然后使用另一个深层LSTM从向量中解码目标序列。我们的主要结果是,在WMT 14数据集的英法翻译任务中,LSTM的翻译在整个测试集中获得了34.8分的BLEU分数,而LSTM的BLEU分数在词汇外的单词上被扣分。此外,LSTM人在长句上没有困难。相比之下,基于短语的SMT在同一数据集上的BLEU得分为33.3。当我们使用LSTM对上述系统产生的1000个假设进行重新排序时,它的BLEU分数增加到36.5,这接近于之前在这项任务中的最佳结果。LSTM还学会了对词序敏感、并且对主动语态和被动语态相对不变的有意义的短语和句子表达。最后,我们发现颠倒所有源句(而不是目标句)中单词的顺序显著提高了LSTM的表现,因为这样做在源句和目标句之间引入了许多短期依赖性,使得优化问题变得更容易。

02

LSTM还没「死」!

长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)是一种时间循环神经网络(RNN),论文首次发表于1997年。由于独特的设计结构,LSTM适合于处理和预测时间序列中间隔和延迟非常长的重要事件。 在过去几十年里,LSTM发展如何了? 密切关注机器学习的研究者,最近几年他们见证了科学领域前所未有的革命性进步。这种进步就像20世纪初,爱因斯坦的论文成为量子力学的基础一样。只是这一次,奇迹发生在AlexNet论文的推出,该论文一作为Alex Krizhevsky,是大名鼎鼎Hinton的优秀学生代表之一。AlexNet参加了2012年9月30日举行的ImageNet大规模视觉识别挑战赛,达到最低的15.3%的Top-5错误率,比第二名低10.8个百分点。这一结果重新燃起了人们对机器学习(后来转变为深度学习)的兴趣。 我们很难评估每次技术突破:在一项新技术被引入并开始普及之前,另一项技术可能变得更强大、更快或更便宜。技术的突破创造了如此多的炒作,吸引了许多新人,他们往往热情很高,但经验很少。 深度学习领域中一个被误解的突破就是循环神经网络(Recurrent neural network:RNN)家族。如果你用谷歌搜索诸如「LSTMs are dead」「RNNs have died」短语你会发现,搜索出来的结果大部分是不正确的或者结果太片面。 本文中数据科学家Nikos Kafritsas撰文《Deep Learning: No, LSTMs Are Not Dead!》,文中强调循环网络仍然是非常有用的,可应用于许多实际场景。此外,本文不只是讨论LSTM和Transformer,文中还介绍了数据科学中无偏评估这一概念。 以下是原文内容,全篇以第一人称讲述。

01
领券