讲述lstm的计算过程,并给出具体公式
时间: 2023-06-05 17:04:14 浏览: 63
LSTM(Long Short-term Memory)是一种常用的深度学习网络结构,用于处理序列数据,比如语音、文本等。LSTM 的主要特点是能够在处理长序列数据时保持和传递信息,防止梯度消失或梯度爆炸的问题。
LSTM 的计算过程可以简要地描述如下:
1. 输入门(input gate):根据当前输入 $x_t$ 和上一个时刻的输出状态 $h_{t-1}$,计算一个值 $i_t$,表示当前时刻需要输入多少信息。
2. 遗忘门(forget gate):根据当前输入 $x_t$ 和上一个时刻的输出状态 $h_{t-1}$,计算一个值 $f_t$,表示当前时刻需要遗忘多少信息。
3. 候选记忆单元(candidate memory cell):根据当前输入 $x_t$ 和上一个时刻的输出状态 $h_{t-1}$,计算一个候选的记忆单元 $C_t$。
4. 输出门(output gate):根据当前输入 $x_t$ 和上一个时刻的输出状态 $h_{t-1}$,计算一个值 $o_t$,表示当前时刻需要输出多少信息。
5. 输出状态(output state):根据当前的记忆单元 $C_t$ 和输出门的值 $o_t$,计算当前的输出状态 $h_t$。
上述计算过程中,$i_t$、$f_t$、$o_t$ 和 $C_t$ 的计算公式如下:
$i_t=\sigma(W_{xi}x_t+W_{hi}h_{t-1}+b_i)$
$f_t=\sigma(W_{xf}x_t+W_{hf}h_{t-1}+b_f)$
$C_t=f_t\cdot C_{t-1}+i_t\cdot tanh(W_{xc}x_t+W_{hc}h_{t-1}+b_c)$
$o_t=\sigma(W_{xo}x_t+W_{ho}h_{t-1}+b_o)$
$h_t=o_t\cdot tanh(C_t)$
其中,$\sigma(\cdot)$ 表示 sigmoid 函数,$tanh(\cdot)$ 表示双曲正切函数,$W$ 和 $b$ 是模型的参数,$x_t$ 表示当前时刻的输入,$h_{t-1}$ 表示上一个时刻的输出。
以上就是 LSTM 的计算过程和具体公式。