GRU matlab代码

GRU (Gated Recurrent Unit)是一种改进的循环神经网络(RNN)单元，它通过引入门控机制来解决传统RNN梯度消失和爆炸的问题。在MATLAB中，你可以使用深度学习工具箱(DLToolbox)来实现GRU。

以下是基本的GRU单元的MATLAB代码示例：

function [output, hidden] = gruStep(x, prevHidden, Wz, Wr, Wh, bz, br, bh)
% x: 输入数据
% prevHidden: 上一时刻的隐藏状态
% Wz, Wr, Wh: 权重矩阵
% bz, br, bh: 偏置项

% 更新门(z gate)
z = sigmoid(Wz * x + Wr * prevHidden + bz);

% 阈值门(r gate)
r = sigmoid(Wr * x + Wr * prevHidden + br);

% 新候选隐藏状态(h candidate)
hc = tanh(Wh * x + r .* Wh * prevHidden + bh);

% 输出门(o gate)
o = sigmoid(Wo * x + Wr * prevHidden + bo); % Wo通常等于Wr

% 计算当前时间步的隐藏状态
hidden = o .* hc + (1 - o) .* prevHidden;
% 返回当前时间步的隐藏状态和输出
output = hidden;
end

在这个代码片段中，`sigmoid`和`tanh`是激活函数，用于非线性变换。`sigmoid`函数将输入压缩到0到1之间，而`tanh`将输入限制在-1到1之间。

如果你想构建一个完整的GRU模型，你需要定义网络结构、初始化权重和偏置，然后通过循环这个`gruStep`函数来进行时间序列预测。例如：

% 初始化模型参数
inputSize = ...; % 输入向量维度
hiddenSize = ...; % 隐藏层大小
numLayers = ...; % 层数
Wz = ...; Wr = ...; Wh = ...; bz = ...; br = ...; bh = ...;

% 创建GRU层并设置初始隐藏状态
layers = cell(numLayers, 1);
for i = 1:numLayers
    layers{i} = layer('gruLayer', 'InputSize', inputSize, 'OutputSize', hiddenSize);
end
prevHiddens = zeros(hiddenSize, 1);

% 对每个时间步运行GRU
inputs = ...; % 输入序列
outputs = [];
for t = 1:length(inputs)
    inputs_t = inputs(t,:);
    [outputs{t}, prevHiddens] = layers{1}(inputs_t, prevHiddens);
    if numLayers > 1
        for i = 2:numLayers
            outputs{t} = layers{i}(outputs{t});
        end
    end
end