GRUCell

class paddle.nn. GRUCell ( input_size, hidden_size, weight_ih_attr=None, weight_hh_attr=None, bias_ih_attr=None, bias_hh_attr=None, name=None ) [源代码]

门控循环单元

该 OP 是门控循环单元(GRUCell),根据当前时刻输入 x(t)和上一时刻状态 h(t-1)计算当前时刻输出 y(t)并更新状态 h(t)。

状态更新公式如下:

\[ \begin{align}\begin{aligned}r_{t} & = \sigma(W_{ir}x_{t} + b_{ir} + W_{hr}h_{t-1} + b_{hr})\\z_{t} & = \sigma(W_{iz}x_{t} + b_{iz} + W_{hz}h_{t-1} + b_{hz})\\\widetilde{h}_{t} & = \tanh(W_{ic}x_{t} + b_{ic} + r_{t} * (W_{hc}h_{t-1} + b_{hc}))\\h_{t} & = z_{t} * h_{t-1} + (1 - z_{t}) * \widetilde{h}_{t}\\y_{t} & = h_{t}\end{aligned}\end{align} \]

其中:

  • \(\sigma\) :sigmoid 激活函数。

详情请参考论文:An Empirical Exploration of Recurrent Network Architectures

参数

  • input_size (int) - 输入的大小。

  • hidden_size (int) - 隐藏状态大小。

  • weight_ih_attr (ParamAttr,可选) - weight_ih 的参数。默认为 None。

  • weight_hh_attr (ParamAttr,可选) - weight_hh 的参数。默认为 None。

  • bias_ih_attr (ParamAttr,可选) - bias_ih 的参数。默认为 None。

  • bias_hh_attr (ParamAttr,可选) - bias_hh 的参数。默认为 None。

  • name (str,可选) - 具体用法请参见 Name,一般无需设置,默认值为 None。

变量

  • weight_ih (Parameter) - input 到 hidden 的变换矩阵的权重。形状为(3 * hidden_size, input_size)。对应公式中的 \(W_{ir}, W_{iz}, W_{ic}\)

  • weight_hh (Parameter) - hidden 到 hidden 的变换矩阵的权重。形状为(3 * hidden_size, hidden_size)。对应公式中的 \(W_{hr}, W_{hz}, W_{hc}\)

  • bias_ih (Parameter) - input 到 hidden 的变换矩阵的偏置。形状为(3 * hidden_size, )。对应公式中的 \(b_{ir}, b_{iz}, b_{ic}\)

  • bias_hh (Parameter) - hidden 到 hidden 的变换矩阵的偏置。形状为(3 * hidden_size, )。对应公式中的 \(b_{hr}, b_{hz}, b_{hc}\)

输入

  • inputs (Tensor) - 输入。形状为[batch_size, input_size],对应公式中的 \(x_t\)

  • states (Tensor,可选) - 上一轮的隐藏状态。对应公式中的 \(h_{t-1}\)。当 state 为 None 的时候,初始状态为全 0 矩阵。默认为 None。

输出:
  • outputs (Tensor) - 输出。形状为[batch_size, hidden_size],对应公式中的 \(h_{t}\)

  • new_states (Tensor) - 新一轮的隐藏状态。形状为[batch_size, hidden_size],对应公式中的 \(h_{t}\)

注解

所有的变换矩阵的权重和偏置都默认初始化为 Uniform(-std, std),其中 std = \(\frac{1}{\sqrt{hidden\_size}}\)。对于参数初始化,详情请参考 ParamAttr

代码示例

import paddle

x = paddle.randn((4, 16))
prev_h = paddle.randn((4, 32))

cell = paddle.nn.GRUCell(16, 32)
y, h = cell(x, prev_h)

print(y.shape)
print(h.shape)

#[4,32]
#[4,32]

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