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python在Keras中使用LSTM解决序列问题

在本文中,我们将了解如何使用LSTM及其不同的变体来解决一对一和多对一的序列问题。  阅读本文后,您将能够基于历史数据解决诸如股价预测,天气预报等问题。...当返回序列设置True为时,每个神经元隐藏状态的输出将用作下一个LSTM层的输入。...您可以将LSTM层,密集层,批处理大小和时期数进行不同的组合,以查看是否获得更好的结果。 多对一序列问题 在前面的部分中,我们看到了如何使用LSTM解决一对一的序列问题。...通过双向LSTM解决方案 双向LSTM是一种LSTM,可以从正向和反向两个方向的输入序列中学习。最终的序列解释是向前和向后学习遍历的串联。让我们看看使用双向LSTM是否可以获得更好的结果。...以下脚本创建了一个双向LSTM模型,该模型具有一个双向层和一个作为模型输出的密集层。

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Deep learning with Python 学习笔记(11)

密集连接网络 密集连接网络是 Dense 层的堆叠,它用于处理向量数据(向量批量)。这种网络假设输入特征中没有特定结构:之所以叫作密集连接,是因为 Dense 层的每个单元都和其他所有单元相连接。...这种层试图映射任意两个输入特征之间的关系,它与二维卷积层不同,后者仅查看局部关系 密集连接网络最常用于分类数据(比如输入特征是属性的列表),还用于大多数网络最终分类或回归的阶段。...循环神经网络 循环神经网络(RNN,recurrent neural network)的工作原理是,对输入序列每次处理一个时间步,并且自始至终保存一个状态(state,这个状态通常是一个向量或一组向量,...和 LSTM。...如果你不再堆叠更多的 RNN 层,那么通常只返回最后一个输出,其中包含关于整个序列的信息 返回与不返回的差别 # 不返回 model.add(layers.LSTM(32, input_shape=(num_timesteps

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    python在Keras中使用LSTM解决序列问题

    在本文中,我们将了解如何使用LSTM及其不同的变体来解决一对一和多对一的序列问题。 阅读本文后,您将能够基于历史数据解决诸如股价预测,天气预报等问题。...当返回序列设置True为时,每个神经元隐藏状态的输出将用作下一个LSTM层的输入。...您可以将LSTM层,密集层,批处理大小和时期数进行不同的组合,以查看是否获得更好的结果。 多对一序列问题 在前面的部分中,我们看到了如何使用LSTM解决一对一的序列问题。...通过双向LSTM解决方案 双向LSTM是一种LSTM,可以从正向和反向两个方向的输入序列中学习。最终的序列解释是向前和向后学习遍历。让我们看看使用双向LSTM是否可以获得更好的结果。...以下脚本创建了一个双向LSTM模型,该模型具有一个双向层和一个作为模型输出的密集层。

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    自动驾驶跑得好,行人行为意图建模和预测要做好

    重要的是,该模型不是对n个代理进行n次操作,而是使用共享特征提取器,为多个代理获取这些嵌入。最后,对于场景中的每个代理,其最终矢量xi'+ xi''由LSTM解码器解码为未来轨迹预测yiˆ。...-单位(two-unit)矢量;预训练的反卷积子模块和softmax层读取每个单位,形成潜决策高斯分布的均值和导数;同时,策略/生成器π的编码器通过ConvGRU层处理历史轨迹;编码的隐状态henctk...和采样的潜决策S逐元乘积相加(element-wise addition product)初始化该解码器;最终的预测是反卷积层从解码的隐状态hdect'生成的;统计子网读取预测和潜决策测量S在多模态的重要性...它使用LSTM解码器直接预测x-y坐标的未来轨迹。该解码器的隐状态用行人轨迹LSTM编码器(trajectory LSTM encoder)的最后状态进行初始化。...在每个时刻,x-y坐标将根据解码器状态和全连接层计算。 它采用了有效的聚焦注意机制,最初是为了对图像序列进行多模式(multimodal)推理从而执行视觉问答。

    2.2K20

    硬货 | 一文了解深度学习在NLP中的最佳实践经验和技巧

    目前最好的方法经常使用到深层次的双向LSTM模型,通常由3-4层组成,如用于词性标注和语义角色标注 任务上。...网络层之间的连接 对于深层次神经网络的训练,有一些技巧非常重要,可以避免梯度弥散的问题。目前已经提出了各种各样的网络层和连接方法。...对于这类任务用到的模型,通常是使用LSTM的最终隐藏层状态或者使用类似于最大池化或平均池化的聚合函数来获得句子表示。...对一个简单的LSTM模型的超参数作自动调整取得了目前语言模型的最好结果,这甚至超过了一些更复杂的模型。 LSTM模型调优的小技巧 初始状态的学习 我们通常用0向量来初始化LSTM模型的初始状态。...使用IOBES和BIO模式所取得的效果是差不多的。 CRF输出层 如果输出之间存在相互依赖的关系,例如对于命名实体识别,最终的softmax层可以用线性的条件随机场 (CRF) 替代。

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    模型层layers

    可以增强模型对输入不同分布的适应性,加快模型训练速度,有轻微正则化效果。一般在激活函数之前使用。 SpatialDropout2D:空间随机置零层。...一种比Onehot更加有效的对离散特征进行编码的方法。一般用于将输入中的单词映射为稠密向量。嵌入层的参数需要学习。 LSTM:长短记忆循环网络层。最普遍使用的循环网络层。...设置return_sequences = True时可以返回各个中间步骤输出,否则只返回最终输出。 GRU:门控循环网络层。LSTM的低配版,不具有携带轨道,参数数量少于LSTM,训练速度更快。...结构上类似LSTM,但对输入的转换操作和对状态的转换操作都是卷积运算。 Bidirectional:双向循环网络包装器。可以将LSTM,GRU等层包装成双向循环网络。从而增强特征提取能力。...三,自定义layers 如果自定义模型层没有需要被训练的参数,一般推荐使用Lamda层实现。 如果自定义模型层有需要被训练的参数,则可以通过对Layer基类子类化实现。

    1.4K20

    深度学习检测心脏心律不齐

    在这里,将使用ECG信号(对心脏进行连续电测量)并训练3个神经网络来预测心脏心律不齐:密集神经网络,CNN和LSTM。...从技术上讲,同一患者可以同时出现在训练和验证集中。这意味着可能在数据集中意外泄漏了信息。可以通过分割患者而不是样本来检验这个想法。 ? 并训练一个新的密集模型: ? ?...在这里,将成为具有退出功能的一层CNN ? ? CNN的性能似乎比密集的NN高。 RNN:LSTM 由于此数据信号是时间序列的,因此测试递归神经网络(RNN)很自然。...在这里,将测试双向长短期记忆(LSTM)。与密集的NN和CNN不同,RNN在网络中具有循环以保留过去发生的事情。这允许网络将信息从早期步骤传递到以后的时间步骤,而这些信息通常会在其他类型的网络中丢失。...从本质上讲,在通过非线性激活函数之前,该存储状态在计算中还有一个额外的术语。在这里,使用双向信息,因此信息可以在两个方向(从左到右和从右到左)传递。这将帮助获取有关中心心跳左右两侧正常心跳的信息。

    1.8K10

    用自己的风格教AI说话,语言生成模型可以这样学

    本文同样是其中之一,数据科学家 Maël Fabien 介绍了如何使用自己的博客文章训练一个和自己风格一样的简单语言生成模型。 在过去几个月的课程中,我在我的个人博客上写了 100 多篇文章。...首先导入以下软件包: a.载入数据 我写的每篇文章的文件头都使用了以下模板: ? 这是我们通常不希望出现在我们的最终数据集中的内容。我们想要关注的是文本本身。...另一方面,循环神经网络(RNN)仅涉及对网络之前状态的依赖,且仅有前一个词有助于预测下一个词。如果选用 RNN,我们很快就会失去上下文语境,因此选择 LSTM 似乎是正确的。 a....模型架构 因为训练需要非常非常非常非常非常的时间(不是开玩笑),所以我们就创建一个简单的「1 嵌入层+1 LSTM 层+1 密集层」的网络: def create_model(max_sequence_len...我们将其传递给一个有 100 个神经元的 LSTM,添加一个 dropout 来控制神经元共适应(neuron co-adaptation),最后添加一个密集层(dense layer)收尾。

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    基于 RNN、LSTM 的股票多因子预测模型

    在这种情况下,当前 要预测位臵(sky)与相关信息(birds 和 fly)所在位臵之间的距离相对较小,RNN可以被训练来使用这样的信息。 ?...是说,我们让“门”也要接受细胞状态的输入。 ? LSTM 的变形 1-peephole connection 另一个变体是通过使用复合忘记和输入门。...它将忘记门和输入门合成了一个单一的更新门。同样还混合了细胞状态和隐藏状态,和其他一些改动。最终的模型比标准的LSTM模型要简单 ?...训练结果 数据预处理:仿照多因子的流程,对截面因子进行去极值、标准化的处理,同时, 为了剔除行业的效果, 截面单因子对行业矩阵回归,取残差作为最终输入的因子 数据。...LSTM 神经网络对多因子数据进行了有效的训练与特征抓取。

    8.5K83

    OpenAI发布高度优化的GPU计算内核—块稀疏GPU内核

    例如,在给定的参数预算和计算预算中,神经网络的训练比其他方法更宽也更深,,例如具有数万个隐藏单元的LSTM 。(目前训练的最大LSTM只有数千个隐藏单元。) 内核 ?...稠密权重矩阵(左)和块稀疏权重矩阵(中)的可视化,其中空白部分表示权重为零。 这个内核允许在完全连接层和卷积层中有效地使用块稀疏权重(如上所示)。...对密集和稀疏生成模型的特征进行训练的线性模型的情感分类错误(%)大致相当于总参数计数。...压缩结果 通过使用稀疏和宽的LSTM,我们的实验位每字符的结果从1.059下降到1.048,且参数计数相同(约1亿)。具有块稀疏线性层的架构也可以根据用稠密连接的线性层获得的结果进行改善。...研究方向 这里我们列出一些对未来研究的建议。 神经网络中的大部分权重可以在训练结束后修剪。如果推理时这种修剪与这些内核一起使用能节省多少执行的时间?

    1.4K50

    Attention-lvcsr、Residual LSTM…你都掌握了吗?一文总结语音识别必备经典模型(三)

    第二遍使用CTC和注意力概率对完整的假设进行重新评分,其中,CTC概率是通过CTC的前向算法获得的。重新计分环节得到的最终结果是根据下式: One-pass解码。...注意力机制对不同注意力头分别应用。连接所有头部的权重平均值并传递到一个密集层。...然后在密集层的归一化输入和输出上使用残差连接,形成多头注意力子层的最终输出(LayerNorm(x) + AttentionLayer(LayerNorm(x)))。...此外,还对密集层的输出施加dropout,以防止过拟合。前馈子层首先在输入上应用LayerNorm,然后应用两个密集层。使用ReLu作为第一个致密层的激活。...再次,dropout到两个密集层进行正则化,并应用一个归一化输入和第二层密集层(LayerNorm(x) + FeedForwardLayer(LayerNorm(x))输出的残差连接)。

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    如何用深度学习做自然语言处理?这里有份最佳实践清单

    层连接 训练深度神经网络时,可以使用一些核心技巧避免梯度消失问题。...不同的层和连接因此被提出来了,这里我们将讨论 3 点:i) Highway 层,ii) 残差连接(residual connection),iii) 密集型残差连接。...密集型残差连接:密集型残差连接 (Huang et al., 2017) [7] ( CVPR 2017 最佳论文奖)从每一个层向所有随后的层添加连接,而不是从每一个层向下一个层添加层: ?...在这些模型中,通常我们使用 LSTM 的最终隐藏状态或像最大池化和平均池化那样的聚合函数来表征句子。...最近 Bayesian Optimization 的新进展可以用于在神经网络黑箱训练中优化超参数 (Snoek et al., 2012) [56],这种方法要比广泛使用的网格搜索高效地多。

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    python用于NLP的seq2seq模型实例:用Keras实现神经机器翻译

    对输入和输出进行填充的原因是文本句子的长度可以变化,但是LSTM(我们将要训练模型的算法)期望输入实例具有相同的长度。因此,我们需要将句子转换为固定长度的向量。一种方法是通过填充。...,因此我们需要以一热编码矢量的形式进行输出,因为我们将在密集层使用softmax激活函数。...input_1是编码器的输入占位符,它被嵌入并通过lstm_1层,该层基本上是编码器LSTM。该lstm_1层有三个输出:输出,隐藏层和单元状态。但是,只有单元状态和隐藏状态才传递给解码器。...最后,来自解码器LSTM的输出将通过密集层进行预测。 下一步是使用以下fit()方法训练模型: r = model.fit( ...)...编码器是一种LSTM,用于对输入语句进行编码,而解码器则对输入进行解码并生成相应的输出。本文中介绍的技术可以用于创建任何机器翻译模型,只要数据集的格式类似于本文中使用的格式即可。

    1.4K00

    LSTM还没「死」!

    事实上,当时几乎所有 NLP 任务的标准组件都是:a)预训练词嵌入,b)LSTM 和 c)序列到序列架构。...图源:https://arxiv.org/pdf/1704.04110.pdf 这两个模型有很多有趣的地方,但与本文主题产生共鸣的最重要一点是: 它们都使用了LSTM!怎么做到的呢?...他们在其他组件中测试了LSTM编码器-解码器层:在消融实验中使用原始 Transformer 的标准位置编码层来替换它,得出了以下两个结论: 序列到序列层的使用对模型性能产生增益; 在执行基准测试的5个数据集中的...LSTM 使用 [11] 中首次介绍的技巧无缝地执行此任务:没有将 LSTM 的初始 h_0 隐藏状态和单元状态 c_0 设置为 0(或随机),而是使用指定向量或嵌入来初始化它们。...但在实践中,通过使用大量扩张,并考虑到残差连接,TCN 最终可能会变慢; 输入长度:TCN 和 LSTM 都能够接受可变长度输入; 内存:平均而言,TCN 比 LSTM 需要更多内存,因为每个序列都由多个扩张层处理

    60420

    学界 | 狗狗视角看世界,用视觉数据预测狗的行为

    上图为这个模型的结构,其中编码部分包含了 CNN 模型和一个 LSTM。其中每个时间片内 CNN 都会接收到一对连续的图片即上文提到的行动前行动后图片,对着其进行编码后传输给 LSTM。...如图所示,他们将图片I1和IN分别单独的传给ResNet-18塔,合并上一层的特征并输入LSTM。每一时间片内,LSTM cell都会输出六个关节的运动数据。...作者使用等式所描述的加权的交叉熵损耗在所有的时间片和关节上训练该递归神经网络。与解决如何像狗一样行动所采取的方法类似,他们使用了离散的动作域。 4....随后作者对这个表示进行测试,并与在 ImageNet 上训练的 ResNet-18 模型进行比较,在不同的任务中会使用不同的数据。...不仅如此,它还可以在多对象和多场景下应用去获取有价值的信息。 AI 科技评论认为,他们的方法还有许多有待拓展的地方。

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    R语言KERAS用RNN、双向RNNS递归神经网络、LSTM分析预测温度时间序列、 IMDB电影评分情感

    下面的列表显示了一个全连接模型,它从扁平化的数据开始,然后通过两个密集层运行。注意最后一个密集层上没有激活函数,这对于回归问题来说是典型的。你使用MAE作为损失函数。...你将使用Chung等人在2014年开发的GRU层,而不是上一节中介绍的LSTM层。...门控递归单元(GRU)层的工作原理与LSTM相同,但它们有些精简,因此运行成本更低(尽管它们可能没有LSTM那么多的表示能力)。在机器学习中,这种计算能力和表现能力之间的权衡随处可见。...使用递归丢弃dropout来对抗过拟合 从训练和验证曲线中可以看出,该模型正在过度拟合:训练和验证损失在几个 epochs之后开始出现明显的分歧。...尝试在递归层之上使用更大的密集连接回归器:也就是说,一个更大的密集层,甚至是密集层的堆叠。 最终在测试集上运行表现最好的模型(就验证MAE而言)。否则,你会开发出过度拟合的架构。

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    自然语言处理的神经网络模型初探

    概览 本文将遵循相关论文的结构而分为 12 个部分,分别是: 关于论文(简介) 神经网络架构 特征表示 前馈神经网络 词嵌入 训练神经网络 级联和多任务学习 结构化输出预测 卷积层 循环神经网络 循环神经网络的具体架构...具有卷积和池化层(Pooling Layers)的网络,如卷积神经网络(Convolutional Neural Network)。...9.卷积层 本节提供了卷积神经网络(CNN,Convolutional Neural Networks)的速成课程,以及阐述了这一网络对自然语言领域的影响。...由于递归神经网络保留了输入序列的状态,所以递归神经网络会维持树中节点的状态。...具体来说,你学到了: 对自然语言处理领域影响最大的神经网络结构。 对可以通过深度学习算法成功解决的自然语言处理任务有一个广泛的认识。 密集表示以及相应的学习方法的重要性。

    2.8K110

    用于NLP的Python:使用Keras的多标签文本LSTM神经网络分类

    创建多标签文本分类模型 创建多标签分类模型的方法有两种:使用单个密集输出层和多个密集输出层。 在第一种方法中,我们可以使用具有六个输出的单个密集层,并具有S型激活函数和二进制交叉熵损失函数。 ...在第二种方法中,我们将为每个标签创建一个密集输出层。  具有单输出层的多标签文本分类模型 在本节中,我们将创建具有单个输出层的多标签文本分类模型。  在下一步中,我们将创建输入和输出集。...具有多个输出层的多标签文本分类模型 在本节中,我们将创建一个多标签文本分类模型,其中每个输出标签将具有一个 输出密集层。...以下脚本绘制了第一密集层的训练和验证集的损失和准确值。...结论 多标签文本分类是最常见的文本分类问题之一。在本文中,我们研究了两种用于多标签文本分类的深度学习方法。在第一种方法中,我们使用具有多个神经元的单个密集输出层,其中每个神经元代表一个标签。

    3.5K11

    在深度学习TensorFlow 框架上使用 LSTM 进行情感分析

    输入门决定在每个输入上施加多少强调,遗忘门决定我们将丢弃什么信息,输出门根据中间状态来决定最终的 h(t) 。...为了了解更多有关 LSTM 的信息,你可以查看 Christopher Olah 的博客。...也就是前一个LSTM 隐藏层的输出是下一个LSTM的输入。堆栈LSTM可以帮助模型记住更多的上下文信息,但是带来的弊端是训练参数会增加很多,模型的训练时间会很长,过拟合的几率也会增加。...如果你想了解更多有关堆栈LSTM,可以查看TensorFlow的官方教程。 dynamic RNN 函数的第一个输出可以被认为是最后的隐藏状态向量。...我们需要将一个批处理的评论和标签输入模型,然后不断对这一组训练数据进行循环训练。 我们不在这里对模型进行训练(因为至少需要花费几个小时),我们加载一个预训练好的模型。

    2.4K70

    python用于NLP的seq2seq模型实例:用Keras实现神经机器翻译

    对输入和输出进行填充的原因是文本句子的长度可以变化,但是LSTM(我们将要训练模型的算法)期望输入实例具有相同的长度。因此,我们需要将句子转换为固定长度的向量。一种方法是通过填充。...,因此我们需要以一热编码矢量的形式进行输出,因为我们将在密集层使用softmax激活函数。...input_1是编码器的输入占位符,它被嵌入并通过lstm_1层,该层基本上是编码器LSTM。该lstm_1层有三个输出:输出,隐藏层和单元状态。但是,只有单元状态和隐藏状态才传递给解码器。...这里的lstm_2层是解码器LSTM。在input_2还通过一个嵌入层传递,并且被用作输入到解码器LSTM, lstm_2。最后,来自解码器LSTM的输出将通过密集层进行预测。...编码器是一种LSTM,用于对输入语句进行编码,而解码器则对输入进行解码并生成相应的输出。本文中介绍的技术可以用于创建任何机器翻译模型,只要数据集的格式类似于本文中使用的格式即可。

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