长短期记忆网络(LSTM)如何在连续的时间步骤中处理信息
长短期记忆网络(LSTM)如何在连续的时间步骤中处理信息
长短期记忆网络(LSTM)是一种高级的循环神经网络(RNN),设计用来解决传统RNN在处理长时间序列数据时遇到的梯度消失或爆炸问题。LSTM通过其独特的门控制机制,在连续的时间步骤中有效地管理信息流,能够捕捉长期和短期依赖关系。下面是一个详细、严谨且专业的解释,说明LSTM是如何在时间步骤中处理信息的。
LSTM的核心组件
LSTM的基本单元包括以下几个核心组件:
-
细胞状态(Cell State):
- 细胞状态是LSTM网络的“记忆核心”,沿着时间序列传递,携带了重要的历史信息。它有能力在需要时保持信息不变,也可以通过门控制机制更新信息。
-
输入门(Input Gate):
- 输入门的职责是决定哪些新进入的信息是重要的,并应该被加入到细胞状态中。这通过结合当前输入和前一隐藏状态来计算得出。
-
遗忘门(Forget Gate):
- 遗忘门决定哪些已存在的细胞状态信息应该被忽略或遗忘。这同样是基于当前输入和前一隐藏状态的函数。
-
输出门(Output Gate):
- 输出门控制从细胞状态到隐藏状态的信息流。它决定了哪部分细胞状态应该被输出到网络外部,或传递到下一个时间步的隐藏状态。
信息处理流程
在每个时间步,LSTM单元接收两个输入:一个是当前时间步的外部输入(( x t x_t xt)),另一个是来自前一时间步的隐藏状态(( h t − 1 h_{t-1} ht−1))。以下是信息在单元中流动和处理的步骤:
-
门控制信号计算:
- 每个门(输入门、遗忘门和输出门)的活动都由当前时间步的输入和上一时间步的隐藏状态共同决定。
- 具体计算通常通过sigmoid激活函数进行,sigmoid函数输出一个在0到1之间的值,表示门打开的程度。
-
细胞状态更新:
- 首先,遗忘门决定保留多少之前的细胞状态。
- 输入门帮助生成一个新的候选细胞状态(通常通过tanh函数处理当前输入和前一隐藏状态的组合),并决定将多少这种新状态添加到细胞状态中。
- 细胞状态的更新可以表达为:
[
c t = f t ⋅ c t − 1 + i t ⋅ c ~ t c_t = f_t \cdot c_{t-1} + i_t \cdot \tilde{c}_t ct=ft⋅ct−1+it⋅c~t
]
其中 (f t _t t) 和 ( i t i_t it) 分别是遗忘门和输入门的输出,( c ~ t \tilde{c}_t c~t) 是新的候选细胞状态。
-
输出计算:
- 输出门基于更新后的细胞状态决定输出到隐藏状态的信息量。
- 隐藏状态和最终输出是通过激活函数(如tanh)处理更新后的细胞状态,然后乘以输出门的结果:
[
h t = o t ⋅ tanh ( c t ) h_t = o_t \cdot \tanh(c_t) ht=ot⋅tanh(ct)
]
其中 (o_t) 是输出门的输出。
总结
LSTM通过以上机制,在每个时间步细致地调节信息的流入、保留和流出。其设计允许网络长时间记忆信息,同时忘记那些不再重要的旧信息。这使得LSTM特别适合处理需要理解复杂和长期依赖的序列数据的任务,如语音识别、语言模型和时间序列预测。
相关文章:
长短期记忆网络(LSTM)如何在连续的时间步骤中处理信息
长短期记忆网络(LSTM)如何在连续的时间步骤中处理信息 长短期记忆网络(LSTM)是一种高级的循环神经网络(RNN),设计用来解决传统RNN在处理长时间序列数据时遇到的梯度消失或爆炸问题。LSTM通过其…...
MySQL基础(三)
一. 插入内容insert tips: (一)SQL中 表示 字符串,可以用 也可以用 " C/C、Java中, 表示字符," 表示字符串SQL/Python/JS,没有字符类型,只有字符串, 和 &qu…...
浏览器八股
面试系列文章 万字总结我在寒冬里的面试准备经历前端铜九铁十面试必备八股文——【HTML&CSS】前端铜九铁十面试必备八股文——【JavaScript】前端铜九铁十面试必备八股文——【Vue】前端铜九铁十面试必备八股文——【浏览器】前端铜九铁十面试必备八股文——【网络相关】前…...
华为机试HJ18 识别有效的IP地址和掩码并进行分类统计
首先看一下题 描述 请解析IP地址和对应的掩码,进行分类识别。要求按照A/B/C/D/E类地址归类,不合法的地址和掩码单独归类。 所有的IP地址划分为 A,B,C,D,E五类 A类地址从1.0.0.0到126.255.255.255; B类地址从128.0.0.0到191.255.255.255; C类地址从192.0.…...
计算机网络——TCP拥塞控制原理
吞吐量 端口有16位...
ubuntu-开机黑屏问题快速解决方法
开机黑屏一般是由于显卡驱动出现问题导致。 快速解决方法: 通过ubuntu高级选项->recovery模式->resume->按esc即可进入recovery模式,进去后重装显卡驱动,重启即可解决。附加问题:ubuntu的默认显示管理器是gdm3,如果重…...
DNS服务器
正反解析 [rootlocalhost ~]# systemctl stop firewalld #关防火墙 [rootlocalhost ~]# setenforce 0 #关闭selinux [rootlocalhost ~]# mount /dev/sr0 /mnt #挂载 mount: /mnt: WARNING: source write-protected, mounted read-only. [rootlocalhost ~]# yum …...
【C++笔记】string类使用详解
前言 各位读者朋友们大家好!上期我们讲完了C的模板初阶,这一期我们开启STL的学习。STL是C的数据结构和算法库,是我们学习C的很重要的一部分内容,在以后的工作中也很重要。现在我们开始讲解。 目录 前言一. 为什么学习string类1.…...
数字隔离器与光隔离器有何不同?---腾恩科技
在电子隔离中,两种常用的解决方案是数字隔离器和光学隔离器。两者都旨在电气隔离电路的各个部分,以保护敏感元件免受高压干扰,但它们通过不同的技术实现这一目标。本文探讨了这些隔离器之间的差异,重点介绍了它们的工作原理、优势…...
方差与协方差
方差是一种特殊的协方差。...
【含文档】基于Springboot+Vue的工商局商家管理系统 (含源码数据库+LW)
1.开发环境 开发系统:Windows10/11 架构模式:MVC/前后端分离 JDK版本: Java JDK1.8 开发工具:IDEA 数据库版本: mysql5.7或8.0 数据库可视化工具: navicat 服务器: SpringBoot自带 apache tomcat 主要技术: Java,Springboot,mybatis,mysql,vue 2.视频演示地址 3.功能 系统定…...
【股票市场情绪量化模型】
股票市场情绪量化模型:理论与实践 目录 什么是股票市场情绪情绪量化模型的基本概念情绪数据的来源与获取情绪量化模型的构建 4.1 情绪指标的选择4.2 模型设计与算法 情绪与市场表现的关系情绪量化模型的应用案例模型的局限性与挑战总结 1. 什么是股票市场情绪 股…...
Oracle视频基础1.3.8与1.4.1练习
1.3.8与1.4.1 -看数据文件的目录, dump 的目录,oracle的软件目录 -(secureCRT,telnet连接linux。)看当前用户,当前所属组,通过操作系统认证以sysdba登陆,启动数据库然后关闭 -看口令文件 看数据文件的目录,…...
基于前馈神经网络模型和卷积神经网络的MINIST数据集训练
目录 前馈神经网络FNN模型 卷积神经网络CNN模型 前馈神经网络FNN模型 author: lxy function: model--mnist date : 2024/10/25 email : 13102790991163.com # 导入必要的库 import torch import torch.nn as nn import torchvision.datasets as dsets import torchvision.t…...
Vue3中Element Plus==el-eialog弹框中的input无法获取表单焦点
有弹框情况下 <template> <input ref"input" /> </template> <script setup> import { ref, onMounted } from vue // 声明一个 ref 来存放该元素的引用 // 必须和模板里的 ref 同名 const input ref(null) onMounted(() > { ne…...
16.网工入门篇--------介绍下网络服务及应用
一、网络服务的概念 网络服务是指通过网络提供的软件功能或设施,它允许不同的设备和用户在网络环境中进行信息交换、资源共享和协作。这些服务基于各种网络协议,以实现高效、可靠的通信。 二、常见网络服务类型 (一)文件传输服务 …...
区分 electron 全屏和最大化
一. 全屏 在 Electron 中,当窗口处于全屏状态时,通常不能直接使用 JavaScript 来改变窗口大小。这是出于安全和用户体验的考虑,以防止意外的窗口大小变化影响全屏体验。 1. 退出全屏后再调整大小 检测全屏状态,退出全屏并调整大…...
封装一个请求的hook(react函数组件)
对于后台系统,上面筛选,下面表格分页的页面,这个hook非常实用 omitBy方法:过滤不为undefined的对象属性 export const omitBy <T extends IObject, K extends keyof T>(object:T, predicate:(value:T[K]) > boolean):I…...
c语言内存块讲解
文章目录 前言一、栈区1、栈区的特点:1.1 自动管理1.2 后进先出1.3 有限大小1.4 高速访问1.5 栈区存储方向 2、栈区使用注意事项 二、堆区1、堆区的定义2、堆区的特点3、堆区的内存分配与释放4、注意事项: 三、全局/静态存储区1、全局存储区1.1 全局变量…...
2024年10月23日Github流行趋势
项目名称:hiteshchoudhary / apihub 项目维护者:wajeshubham, atulbhatt-system32, jwala-anirudh, arnb-smnta, shrey-dadhaniya 项目介绍:您自己的API Hub,用于学习和掌握API交互。非常适合前端、移动开发人员和后端开发人员。 …...
深度学习在微纳光子学中的应用
深度学习在微纳光子学中的主要应用方向 深度学习与微纳光子学的结合主要集中在以下几个方向: 逆向设计 通过神经网络快速预测微纳结构的光学响应,替代传统耗时的数值模拟方法。例如设计超表面、光子晶体等结构。 特征提取与优化 从复杂的光学数据中自…...
云原生核心技术 (7/12): K8s 核心概念白话解读(上):Pod 和 Deployment 究竟是什么?
大家好,欢迎来到《云原生核心技术》系列的第七篇! 在上一篇,我们成功地使用 Minikube 或 kind 在自己的电脑上搭建起了一个迷你但功能完备的 Kubernetes 集群。现在,我们就像一个拥有了一块崭新数字土地的农场主,是时…...
Qt/C++开发监控GB28181系统/取流协议/同时支持udp/tcp被动/tcp主动
一、前言说明 在2011版本的gb28181协议中,拉取视频流只要求udp方式,从2016开始要求新增支持tcp被动和tcp主动两种方式,udp理论上会丢包的,所以实际使用过程可能会出现画面花屏的情况,而tcp肯定不丢包,起码…...
Unity3D中Gfx.WaitForPresent优化方案
前言 在Unity中,Gfx.WaitForPresent占用CPU过高通常表示主线程在等待GPU完成渲染(即CPU被阻塞),这表明存在GPU瓶颈或垂直同步/帧率设置问题。以下是系统的优化方案: 对惹,这里有一个游戏开发交流小组&…...
黑马Mybatis
Mybatis 表现层:页面展示 业务层:逻辑处理 持久层:持久数据化保存 在这里插入图片描述 Mybatis快速入门  二、核心功能实现 1. 医院科室展示 /…...
vue3+vite项目中使用.env文件环境变量方法
vue3vite项目中使用.env文件环境变量方法 .env文件作用命名规则常用的配置项示例使用方法注意事项在vite.config.js文件中读取环境变量方法 .env文件作用 .env 文件用于定义环境变量,这些变量可以在项目中通过 import.meta.env 进行访问。Vite 会自动加载这些环境变…...
Device Mapper 机制
Device Mapper 机制详解 Device Mapper(简称 DM)是 Linux 内核中的一套通用块设备映射框架,为 LVM、加密磁盘、RAID 等提供底层支持。本文将详细介绍 Device Mapper 的原理、实现、内核配置、常用工具、操作测试流程,并配以详细的…...
docker 部署发现spring.profiles.active 问题
报错: org.springframework.boot.context.config.InvalidConfigDataPropertyException: Property spring.profiles.active imported from location class path resource [application-test.yml] is invalid in a profile specific resource [origin: class path re…...
Python 包管理器 uv 介绍
Python 包管理器 uv 全面介绍 uv 是由 Astral(热门工具 Ruff 的开发者)推出的下一代高性能 Python 包管理器和构建工具,用 Rust 编写。它旨在解决传统工具(如 pip、virtualenv、pip-tools)的性能瓶颈,同时…...
