RNNLSTM

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前言

• LSTM——起源、思想、结构 与“门”
• 完全图解RNN、RNN变体、Seq2Seq、Attention机制
• 完全解析RNN, Seq2Seq, Attention注意力机制
• Sequence to sequence入门详解:从RNN, LSTM到Encoder-Decoder, Attention, transformer
• 从RNN到Attention到Transformer系列-Attention介绍及代码实现

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

引言

应用示例-槽填充（slot filling）-订票系统

将句子输入给系统，系统将关键信息放到相应的槽内。

这个问题可以用前馈网络（Feedward network）？
输入： 一个词（每一个词都可以用一个向量表示）

怎么把一个词汇用一个向量表示呢？

• 1-of-N encoding
  
• Beyond 1-of-N encoding

1. Dimension of ‘Other’
   

2. Word hashing
   

输出: 输入词汇属于每个槽的几率

但是同一个词在不同语句中的语义可能不同

如果我们的网络有记忆力的话就可以根据上下文产生不同的输出。

二、循环神经网络（RNN）

隐层的输出会被存到memory里，memory会作为下一次的输入。

下面举一个例子：
假设所有的权重都是“1”，没有偏差；所有激活函数都是线性的。

输入序列：
$$\left[\begin{array}{c}1\\ 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}1\\ 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}2\\ 2\end{array}\right]...$$

1.给memory初始值，eg. [0, 0]， 输入 [1, 1]

输出 [4, 4]

2.更新memory， [2, 2]， 在输入 [1, 1]

输出 [12，12]

2.更新memory， [6, 6]， 在输入 [2, 2]

输出 [32，32]
memory变为[16, 16]

改变序列顺序将会改变输出。

所以我们要用RNN处理slot filling的问题的话：


由于存入的memory不一样，导致相同词的输出不一样。

当然上面是原理，RNN的架构我们可以自己设计

• Elman Network：把hidden layer的值存起来，下一个时间点读取
  

• Jordan Network： 把output的值存起来，下一个时间点读取
  
  传说Jordan Network有着更好表现，因为不知道RNN的潜层学到了什么

• Bidirectional RNN：双向读取数据，更好的学习上下文
  

• Long Short-term Memory (LSTM)：比较长的短时记忆网络

三、Long Short-term Memory (LSTM)

LSTM原理

有四个输入：$Z,Z_i,Z_f,Z_o$，memory记录为c
三个门：输入门、遗忘门（打开记得，关闭遗忘）、输出门
$Z_i,Z_f,Z_o$通过的激活函数f通常是sigmoid函数，选择sigmoid函数意义就是它界在0,1之间，这个0到1的值代表这个Gate打开的程度。

接下来，