Pytorch实现多层lstm

$$Pytorch实现多层lstm$$

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视频教程：https://www.bilibili.com/video/BV19h4y1874T/?spm_id_from=333.999.0.0

# 10：输入数据维度大小  20 ：隐状态的特征维度  2：层数，表示用来两层lstm
lstm = nn.LSTM(10, 20, 2)
# 5：序列长度 3：单个训练数据长度  10：单个序列维度  举个例子：每次运行时取3个含有5个字的句子（且句子中每个字的维度为10）
input = Variable(torch.randn(5, 3, 10))
# 2个LSTM层，batch_size=3, 隐藏层的特征维度20
h0 = Variable(torch.randn(2, 3, 20))
# 2个LSTM层，batch_size=3, 隐藏层的特征维度20
# 这里有2层lstm，output是最后一层lstm的每个词向量对应隐藏层的输出,其与层数无关，只与序列长度相关

c0 = Variable(torch.randn(2, 3, 20))
# 
output, hn = lstm(input, (h0, c0))

class RNN(nn.Module):
    def __init__(self, input_size, hidden_size, num_layers, num_classes):
        super(RNN, self).__init__()
        self.hidden_size = hidden_size
        self.num_layers = num_layers
        self.lstm = nn.LSTM(input_size, hidden_size, num_layers, 
                            batch_first=True)
        self.fc = nn.Linear(hidden_size, num_classes)  # 2 for bidirection 

    def forward(self, x):

        # Forward propagate RNN
        out, _ = self.lstm(x)

        # Decode hidden state of last time step
        out = self.fc(out[:, -1, :])
        return out

rnn = RNN(input_size, hidden_size, num_layers, num_classes)
rnn.cuda()

class torch.nn.LSTM( args, * kwargs)[source]
将一个多层的 (LSTM) 应用到输入序列。

参数说明:

• input_size – 输入的特征维度
• hidden_size – 隐状态的特征维度
• num_layers – 层数（和时序展开要区分开）
• bias – 如果为False，那么LSTM将不会使用$b_{ih},b_{hh}$，默认为True。
• batch_first – 如果为True，那么输入和输出Tensor的形状为(batch, seq, feature)
• dropout – 如果非零的话，将会在RNN的输出上加个dropout，最后一层除外。
• bidirectional – 如果为True，将会变成一个双向RNN，默认为False。

LSTM输入: input, (h_0, c_0)

• input (seq_len, batch, input_size): 包含输入序列特征的Tensor。也可以是packed
  variable ，详见
  [pack_padded_sequence](#torch.nn.utils.rnn.pack_padded_sequence(input,
  lengths, batch_first=False[source])
• h_0 (num_layers * num_directions, batch,
  hidden_size):保存着batch中每个元素的初始化隐状态的Tensor
• c_0 (num_layers * num_directions, batch, hidden_size):
  保存着batch中每个元素的初始化细胞状态的Tensor

LSTM输出 output, (h_n, c_n)

• output (seq_len, batch, hidden_size * num_directions):
  保存RNN最后一层的输出的Tensor。
  如果输入是torch.nn.utils.rnn.PackedSequence，那么输出也是torch.nn.utils.rnn.PackedSequence。
• h_n (num_layers * num_directions, batch, hidden_size):
  Tensor，保存着RNN最后一个时间步的隐状态。
• c_n (num_layers * num_directions, batch, hidden_size):
  Tensor，保存着RNN最后一个时间步的细胞状态。

LSTM模型参数:

• weight_ih_l[k] – 第k层可学习的input-hidden权重($W_{ii}|W_{if}|W_{ig}|W_{io}$)，形状为(input_size x4*hidden_size)
• weight_hh_l[k] –第k层可学习的hidden-hidden权重($W_{hi}|W_{hf}|W_{hg}|W_{ho}$)，形状为(hidden_size x 4*hidden_size)。
• bias_ih_l[k] – 第k层可学习的input-hidden偏置($b_{ii}|b_{if}|b_{ig}|b_{io}$)，形状为(4*hidden_size)
• bias_hh_l[k] –第k层可学习的hidden-hidden偏置($b_{hi}|b_{hf}|b_{hg}|b_{ho}$)，形状为( 4*hidden_size)。 示例: