BasicLSTMCell中num_units参数解释

前言

正文

本文只是介绍tensorflow中的BasicLSTMCell中num_units,关于LSTM和如何使用请看前言的教程。
在使用Tensorflow跑LSTM的试验中, 有个num_units的参数,这个参数是什么意思呢?

先总结一下,num_units这个参数的大小就是LSTM输出结果的维度。例如num_units=128, 那么LSTM网络最后输出就是一个128维的向量。

我们先换个角度举个例子,最后再用公式来说明。

假设在我们的训练数据中,每一个样本 x 是 28*28 维的一个矩阵,那么将这个样本的每一行当成一个输入,通过28个时间步骤展开LSTM,在每一个LSTM单元,我们输入一行维度为28的向量,如下图所示。
这里写图片描述

那么,对每一个LSTM单元,参数 num_units=128 的话,就是每一个单元的输出为 128*1 的向量,在展开的网络维度来看,如下图所示,对于每一个输入28维的向量,LSTM单元都把它映射到128维的维度, 在下一个LSTM单元时,LSTM会接收上一个128维的输出,和新的28维的输入,处理之后再映射成一个新的128维的向量输出,就这么一直处理下去,知道网络中最后一个LSTM单元,输出一个128维的向量。
这里写图片描述

从LSTM的公式的角度看是什么原理呢?我们先看一下LSTM的结构和公式:
这里写图片描述

参数 num_units=128 的话,

  1. 对于公式 (1) ,h=1281 维, x=281 维,[h,x]便等于1561 维,W=128156 维,所以 W*[h,x]=128156 * 1561=1281, b=1281 维, 所以 f=1281+1281=128*1 维;
  2. 对于公式 (2) 和 (3),同上可分析得 i=1281 维,C(~)=1281 维;
  3. 对于公式 (4) ,f(t)=1281, C(t-1)=1281, f(t) .* C(t-1) = 1281 . 1281 = 1281 , 同理可得 C(t)=128*1 维;
  4. 对于公式 (5) 和 (6) , 同理可得 O=128*1 维, h=O.tanh©=1281 维。

所以最后LSTM单元输出的h就是 128*1 的向量。

以上就是 num_units 参数的含义。

如有错误请指出谢谢

参考链接:

https://stackoverflow.com/questions/37901047/what-is-num-units-in-tensorflow-basiclstmcell
https://www.zhihu.com/question/64470274

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