GRU神经网络matlab代码

时间: 2023-09-15 20:23:09 浏览: 48
以下是一个简单的GRU神经网络的MATLAB代码示例: ```matlab % 定义超参数 input_size = 10; % 输入向量的大小 hidden_size = 20; % 隐藏层向量的大小 output_size = 5; % 输出向量的大小 sequence_length = 100; % 序列的长度 learning_rate = 0.01; % 学习率 % 初始化权重和偏置 W_z = randn(hidden_size, input_size + hidden_size); W_r = randn(hidden_size, input_size + hidden_size); W = randn(hidden_size, input_size + hidden_size); U_z = randn(hidden_size, hidden_size); U_r = randn(hidden_size, hidden_size); U = randn(hidden_size, hidden_size); b_z = zeros(hidden_size, 1); b_r = zeros(hidden_size, 1); b = zeros(hidden_size, 1); V = randn(output_size, hidden_size); c = zeros(output_size, 1); % 初始化梯度 dW_z = zeros(size(W_z)); dW_r = zeros(size(W_r)); dW = zeros(size(W)); dU_z = zeros(size(U_z)); dU_r = zeros(size(U_r)); dU = zeros(size(U)); db_z = zeros(size(b_z)); db_r = zeros(size(b_r)); db = zeros(size(b)); dV = zeros(size(V)); dc = zeros(size(c)); % 定义输入和输出数据 X = randn(input_size, sequence_length); Y = randn(output_size, sequence_length); % 定义前向传播函数 h = zeros(hidden_size, sequence_length); z = zeros(hidden_size, sequence_length); r = zeros(hidden_size, sequence_length); y_hat = zeros(output_size, sequence_length); for t = 2:sequence_length z(:,t) = sigmoid(W_z * [X(:,t); h(:,t-1)] + U_z * h(:,t-1) + b_z); r(:,t) = sigmoid(W_r * [X(:,t); h(:,t-1)] + U_r * h(:,t-1) + b_r); h_tilda = tanh(W * [X(:,t); r(:,t) .* h(:,t-1)] + U * (r(:,t) .* h(:,t-1)) + b); h(:,t) = (1 - z(:,t)) .* h(:,t-1) + z(:,t) .* h_tilda; y_hat(:,t) = softmax(V * h(:,t) + c); end % 定义损失函数和反向传播函数 loss = -sum(sum(Y .* log(y_hat))) / sequence_length; dy_hat = y_hat - Y; dh = zeros(hidden_size, sequence_length); dz = zeros(hidden_size, sequence_length); dr = zeros(hidden_size, sequence_length); dX = zeros(input_size, sequence_length); for t = sequence_length:-1:2 dV = dV + dy_hat(:,t) * h(:,t)'; dc = dc + dy_hat(:,t); dh(:,t) = dh(:,t) + V' * dy_hat(:,t); dH_tilda = dh(:,t) .* z(:,t) .* (1 - tanh(W * [X(:,t); r(:,t) .* h(:,t-1)] + U * (r(:,t) .* h(:,t-1)) + b).^2); dH_tilda = dH_tilda + dh(:,t) .* (1 - z(:,t)); dR = (W(:,input_size+1:end)' * dH_tilda) .* h(:,t-1); dX(:,t) = W(:,1:input_size)' * dH_tilda; dz(:,t) = z(:,t) .* (1 - z(:,t)) .* (dh(:,t) .* (h_tilda - h(:,t-1))); dr(:,t) = r(:,t) .* (1 - r(:,t)) .* (dR + dh(:,t) .* (r(:,t) .* (1 - h(:,t-1).^2))); dh(:,t-1) = dh(:,t-1) + W(:,input_size+1:end)' * dH_tilda .* r(:,t); dW_z = dW_z + dz(:,t) * [X(:,t); h(:,t-1)]'; dW_r = dW_r + dr(:,t) * [X(:,t); h(:,t-1)]'; dW = dW + dH_tilda * [X(:,t); r(:,t) .* h(:,t-1)]'; dU_z = dU_z + dz(:,t) * h(:,t-1)'; dU_r = dU_r + dr(:,t) * h(:,t-1)'; dU = dU + dH_tilda * (r(:,t) .* h(:,t-1))'; db_z = db_z + dz(:,t); db_r = db_r + dr(:,t); db = db + dH_tilda; end % 更新参数 W_z = W_z - learning_rate * dW_z; W_r = W_r - learning_rate * dW_r; W = W - learning_rate * dW; U_z = U_z - learning_rate * dU_z; U_r = U_r - learning_rate * dU_r; U = U - learning_rate * dU; b_z = b_z - learning_rate * db_z; b_r = b_r - learning_rate * db_r; b = b - learning_rate * db; V = V - learning_rate * dV; c = c - learning_rate * dc; ``` 请注意,此代码示例仅用于说明GRU神经网络的概念,不适用于生产环境。在实践中,您应该使用现有的深度学习框架(如TensorFlow或PyTorch)来实现GRU神经网络。

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