Comprendre les unités LSTM et les cellules

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J'étudie les LSTM depuis un certain temps. Je comprends à un haut niveau comment tout fonctionne. Cependant, en les implémentant à l'aide de Tensorflow, j'ai remarqué que BasicLSTMCell nécessite un certain nombre d'unités (c'est-à-dire num_units) un paramètre.

D'après cette explication très approfondie des LSTM, j'ai compris qu'une seule unité LSTM est l'une des suivantes

qui est en fait une unité GRU.

Je suppose que le paramètre num_unitsde BasicLSTMCellfait référence au nombre de ceux-ci que nous voulons connecter les uns aux autres dans une couche.

Cela laisse la question - qu'est-ce qu'une "cellule" dans ce contexte? Une "cellule" est-elle équivalente à une couche dans un réseau neuronal à action normale?

neural-networks terminology lstm rnn tensorflow nbro
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Je suis toujours confus, je lisais colah.github.io/posts/2015-08-Understanding-LSTMs et je le comprends bien. Comment le terme cellule s'applique-t-il à cet article? Il semble qu'une cellule LSTM dans l'article soit un vecteur comme dans Tensorflow, non?

Pinocchio

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La terminologie est malheureusement incohérente. num_unitsdans TensorFlow est le nombre d'états cachés, c'est-à-dire la dimension de dans les équations que vous avez données. $h_t$

Aussi, depuis https://github.com/tensorflow/tensorflow/blob/master/tensorflow/g3doc/api_docs/python/functions_and_classes/shard9/tf.nn.rnn_cell.RNNCell.md :

La définition de cellule dans ce package diffère de la définition utilisée dans la littérature. Dans la littérature, cellule fait référence à un objet avec une seule sortie scalaire. La définition de ce package fait référence à un tableau horizontal de ces unités.

La "couche LSTM" est probablement plus explicite, exemple :

def lstm_layer(tparams, state_below, options, prefix='lstm', mask=None):
    nsteps = state_below.shape[0]
    if state_below.ndim == 3:
        n_samples = state_below.shape[1]
    else:
        n_samples = 1

    assert mask is not None
    […]

Franck Dernoncourt
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Ah je vois, alors une "cellule" est un num_unitréseau horizontal de taille de cellules LSTM interconnectées. Logique. Alors, ce serait analogue à une couche cachée dans un réseau à action directe standard alors?

* Unités d'état LSTM

@rec C'est exact

Franck Dernoncourt

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@Sycorax par exemple, si l'entrée du réseau neuronal est une série temporelle à 10 pas de temps, la dimension horizontale comporte 10 éléments.

Franck Dernoncourt

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Je suis toujours confus, je lisais colah.github.io/posts/2015-08-Understanding-LSTMs et je le comprends bien. Comment le terme cellule s'applique-t-il à cet article? Il semble qu'une cellule LSTM dans l'article soit un vecteur comme dans Tensorflow, non?

Pinocchio

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La plupart des diagrammes LSTM / RNN montrent simplement les cellules cachées mais jamais les unités de ces cellules. D'où la confusion. Chaque couche cachée a des cellules cachées, autant que le nombre de pas de temps. Et de plus, chaque cellule cachée est composée de plusieurs unités cachées, comme dans le diagramme ci-dessous. Par conséquent, la dimensionnalité d'une matrice de couche cachée dans RNN est (nombre de pas de temps, nombre d'unités cachées).

Garima Jain
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4

Bien que le problème soit presque le même que celui auquel j'ai répondu dans cette réponse , je voudrais illustrer ce problème, qui m'a également un peu dérouté aujourd'hui dans le modèle seq2seq (grâce à la réponse de @Franck Dernoncourt), dans le graphique. Dans ce schéma d'encodeur simple:

$h_i$

Lerner Zhang
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Je crois que num_units = ndans cette figure

notilas

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À mon avis, cellule signifie un nœud tel qu'une cellule cachée qui est également appelée nœud caché, pour le modèle LSTM multicouche, le nombre de cellules peut être calculé par time_steps * num_layers, et le num_units est égal à time_steps

user210864
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Cette unité dans Keras est la dimension de l'espace de sortie, qui est égale à la longueur du retard (time_step) auquel le réseau se reproduit.

keras.layers.LSTM(units, activation='tanh', ....)

https://keras.io/layers/recurrent/

notilas
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