PyTorch入门实战:RNN训练难题详解

需积分: 5 0 下载量 69 浏览量 更新于2024-10-08 收藏 896KB ZIP 举报
资源摘要信息:"lesson50-RNN训练难题.zip" 该资源是一个深度学习与PyTorch入门实战视频教程的配套材料,其中包括源代码和PPT。标题中提到的"lesson50-RNN训练难题"暗示了这个文件特别关注于循环神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)在训练过程中可能遇到的挑战和解决这些难题的方法。 循环神经网络(RNN)是一种用于处理序列数据的深度学习模型,它在时间序列分析、自然语言处理、语音识别等领域有广泛的应用。RNN的特点是其隐藏层之间的节点是有连接的,这种连接使得网络能够维持一个状态,记忆前一个时间步的信息,并结合当前输入做出决策。然而,RNN在实际应用中也面临一些难题: 1. 长期依赖问题(Long-term dependencies):由于梯度消失或梯度爆炸的问题,RNN难以学习到序列中相隔较远的时刻之间的依赖关系。 2. 计算效率问题:RNN在处理长序列时,由于其时间步依赖的特性,导致无法并行化计算,从而使得训练过程非常缓慢。 3. 梯度消失和梯度爆炸:这是RNN训练过程中非常常见的问题,尤其是在处理长序列时。梯度消失会导致网络难以学习到重要的长期依赖关系,而梯度爆炸则可能导致模型权重更新过大,导致训练不稳定性。 为了解决这些难题,研究者们提出了多种改进方法,其中包括: - 长短时记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM):LSTM是一种特殊的RNN架构,它通过引入门控机制(gates)来控制信息的流动,有效地解决了梯度消失的问题,并能够在一定程度上缓解梯度爆炸的问题。 - 门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU):GRU是LSTM的一个简化版本,它通过两个门控——重置门(reset gate)和更新门(update gate)来调节信息的流动。GRU在保持LSTM优势的同时,减少了模型的复杂度。 - 序列到序列模型(Seq2Seq):这种模型通常使用编码器-解码器架构,用于处理序列到序列的任务,如机器翻译。它通过编码输入序列到一个固定大小的上下文向量来解决变长输入和输出的问题。 - 注意力机制(Attention Mechanism):注意力机制允许模型在生成输出时,动态地关注输入序列的不同部分,从而有效地处理长序列问题,并提高模型的性能。 除了上述提到的深度学习技术和概念,本资源还可能包含了PyTorch框架下的RNN模型实现示例代码。PyTorch是一个开源的机器学习库,它广泛用于计算机视觉和自然语言处理等领域。作为学习资源,这个资源可能还会包含教学视频和PPT演示文稿,帮助学习者更好地理解RNN及其在PyTorch中的实现。 【标签】中提到的"深度学习 源码示例 学习资源"进一步明确表明了该资源的教育目的,即为学习深度学习和PyTorch的入门者提供实际操作的代码示例和教学材料。对于初学者来说,通过实际操作源代码来理解理论知识是一种非常有效的方法。同时,学习资源的提供可以帮助学习者更系统地掌握深度学习和PyTorch的使用。 【压缩包子文件的文件名称列表】中的"50.pdf"很可能是一个与主题相关的文档,可能是教程的第50讲的PPT内容或者是与RNN训练难题相关的论文、文章等文档资料。这个文件可能是视频教程中某一部分的详细说明或补充材料,便于学习者在学习过程中进行查阅和参考。

1. ARIMA 2. SARIMA 3. VAR 4. Auto-ARIMA 5. Auto-SARIMA 6. LSTM 7. GRU 8. RNN 9. CNN 10. MLP 11. DNN 12. MLP-LSTM 13. MLP-GRU 14. MLP-RNN 15. MLP-CNN 16. LSTM-ARIMA 17. LSTM-MLP 18. LSTM-CNN 19. GRU-ARIMA 20. GRU-MLP 21. GRU-CNN 22. RNN-ARIMA 23. RNN-MLP 24. RNN-CNN 25. CNN-ARIMA 26. CNN-MLP 27. CNN-LSTM 28. CNN-GRU 29. ARIMA-SVM 30. SARIMA-SVM 31. VAR-SVM 32. Auto-ARIMA-SVM 33. Auto-SARIMA-SVM 34. LSTM-SVM 35. GRU-SVM 36. RNN-SVM 37. CNN-SVM 38. MLP-SVM 39. LSTM-ARIMA-SVM 40. LSTM-MLP-SVM 41. LSTM-CNN-SVM 42. GRU-ARIMA-SVM 43. GRU-MLP-SVM 44. GRU-CNN-SVM 45. RNN-ARIMA-SVM 46. RNN-MLP-SVM 47. RNN-CNN-SVM 48. CNN-ARIMA-SVM 49. CNN-MLP-SVM 50. CNN-LSTM-SVM 51. CNN-GRU-SVM 52. ARIMA-RF 53. SARIMA-RF 54. VAR-RF 55. Auto-ARIMA-RF 56. Auto-SARIMA-RF 57. LSTM-RF 58. GRU-RF 59. RNN-RF 60. CNN-RF 61. MLP-RF 62. LSTM-ARIMA-RF 63. LSTM-MLP-RF 64. LSTM-CNN-RF 65. GRU-ARIMA-RF 66. GRU-MLP-RF 67. GRU-CNN-RF 68. RNN-ARIMA-RF 69. RNN-MLP-RF 70. RNN-CNN-RF 71. CNN-ARIMA-RF 72. CNN-MLP-RF 73. CNN-LSTM-RF 74. CNN-GRU-RF 75. ARIMA-XGBoost 76. SARIMA-XGBoost 77. VAR-XGBoost 78. Auto-ARIMA-XGBoost 79. Auto-SARIMA-XGBoost 80. LSTM-XGBoost 81. GRU-XGBoost 82. RNN-XGBoost 83. CNN-XGBoost 84. MLP-XGBoost 85. LSTM-ARIMA-XGBoost 86. LSTM-MLP-XGBoost 87. LSTM-CNN-XGBoost 88. GRU-ARIMA-XGBoost 89. GRU-MLP-XGBoost 90. GRU-CNN-XGBoost 91. RNN-ARIMA-XGBoost 92. RNN-MLP-XGBoost 93. RNN-CNN-XGBoost 94. CNN-ARIMA-XGBoost 95. CNN-MLP-XGBoost 96. CNN-LSTM-XGBoost 97. CNN-GRU-XGBoost 98. ARIMA-ANN 99. SARIMA-ANN 100. VAR-ANN 上面这些缩写模型的全称及相关用途功能详细解释

2023-07-15 上传

请详细解释下面这段代码:作者:BINGO Hong 链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/61795416 来源:知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。 def make_model(self): x = Input(shape=(self.P, self.m)) # CNN,普通卷积,无casual-dilation c = Conv1D(self.hidC, self.Ck, activation='relu')(x) c = Dropout(self.dropout)(c) # RNN, 普通RNN r = GRU(self.hidR)(c) r = Lambda(lambda k: K.reshape(k, (-1, self.hidR)))(r) r = Dropout(self.dropout)(r) # skip-RNN,以skip为周期的RNN,需要对数据进行变换 if self.skip > 0: # c: batch_size*steps*filters, steps=P-Ck s = Lambda(lambda k: k[:, int(-self.pt*self.skip):, :])(c) s = Lambda(lambda k: K.reshape(k, (-1, self.pt, self.skip, self.hidC)))(s) s = Lambda(lambda k: K.permute_dimensions(k, (0,2,1,3)))(s) # 这里设置时间步长为周期数目self.pt,时序关系以周期间隔递进,输入维度为self.hidC s = Lambda(lambda k: K.reshape(k, (-1, self.pt, self.hidC)))(s) s = GRU(self.hidS)(s) s = Lambda(lambda k: K.reshape(k, (-1, self.skip*self.hidS)))(s) s = Dropout(self.dropout)(s) # 合并RNN及Skip-RNN r = concatenate([r,s]) res = Dense(self.m)(r) # highway,模型线性AR if self.hw > 0: z = Lambda(lambda k: k[:, -self.hw:, :])(x) z = Lambda(lambda k: K.permute_dimensions(k, (0,2,1)))(z) # hw设置以7天(self.hw=7)的值做为特征,利用Dense求预测量 z = Lambda(lambda k: K.reshape(k, (-1, self.hw)))(z) z = Dense(1)(z) z = Lambda(lambda k: K.reshape(k, (-1, self.m)))(z) res = add([res, z]) if self.output != 'no': res = Activation(self.output)(res) model = Model(inputs=x, outputs=res) model.compile(optimizer=Adam(lr=self.lr, clipnorm=self.clip), loss=self.loss) # print(model.summary()) # plot_model(model, to_file="LSTNet_model.png", show_shapes=True) return model

2023-07-10 上传