tensorflow 循环神经网络RNN

在 tensorflow 中实现 LSTM 结构的循环神经网络的前向传播过程，即使用 BasicLSTMCell

# 定义一个 LSTM 结构，LSTM 中使用的变量会在该函数中自动被声明
lstm = tf.contrib.rnn.BasicLSTMCell(lstm_hidden_size)

# 将 LSTM 中的状态初始化为全 0 数组，batch_size 给出一个 batch 的大小
state = lstm.zero_state(batch_size, tf.float32)

# 定义损失函数
loss = 0.0

# num_steps 表示最大的序列长度
for i in range(num_steps):
# 在第一个时刻声明 LSTM 结构中使用的变量，在之后的时刻都需要服用之前定义好的变量
  if i>0:
    tf.get_variable_scope().reuse_variables()
# 每一步处理时间序列中的一个时刻。将当前输入（current_input）和前一时刻状态（state）传入定义的 LSTM 结构就可以得到当前 LSTM 结构的输出 lstm_output 和更新后的状态 state
  lstm_output, state = lstm(current_input, state)

# 将当前时刻 LSTM 结构的输出传入一个全连接层得到最后的输出
  final_output = fully_connected(lstm_output)

# 计算当前时刻输出的损失
  loss += calc_loss(final_output, expected_output)

在 tensorflow中实现双向RNN（BiRNN），使用 MultiRNNCell

lstm = tf.contrib.rnn.BasicLSTMCell(lstm_hidden_size)
# 使用 MultiRNNCell 类实现深层循环网络中每一个时刻的前向传播过程，number_of_layers 表示有多少层
stacked_lstm = tf.contrib.rnn.MultiRNNCell([lstm] * number_of_layers)

state = stacked_lstm.zero_state(batch_size, tf.float32)

for i in range(len(num_steps)):
  if i>0:
    tf.get_variable_scope().reuse_variables()
  stacked_lstm_output, state = stacked_lstm(current_input, state)
  final_output = fully_connected(stacked_lstm_output)
  loss += calc_loss(final_output, expected_output)

循环神经网络 RNN 中的 dropout，使用 DropoutWrapper

# 定义 LSTM 结构
lstm = tf.contrib.rnn.BasicLSTMCell(lstm_hidden_size)

# 使用 DropoutWrapper 类来实现 dropout 功能，input_keep_prob 控制输出的 dropout 概率
dropout_lstm = tf.contrib.rnn.DropoutWrapper(lstm, input_keep_prob=0.5)

stacked_lstm = tf.contrib.rnn.MultiRNNCell([dropout_lstm] * number_of_layers)

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