GRU 层

[源代码]

GRU

tf_keras.layers.GRU(
    units,
    activation="tanh",
    recurrent_activation="sigmoid",
    use_bias=True,
    kernel_initializer="glorot_uniform",
    recurrent_initializer="orthogonal",
    bias_initializer="zeros",
    kernel_regularizer=None,
    recurrent_regularizer=None,
    bias_regularizer=None,
    activity_regularizer=None,
    kernel_constraint=None,
    recurrent_constraint=None,
    bias_constraint=None,
    dropout=0.0,
    recurrent_dropout=0.0,
    return_sequences=False,
    return_state=False,
    go_backwards=False,
    stateful=False,
    unroll=False,
    time_major=False,
    reset_after=True,
    **kwargs
)

门控循环单元 - Cho 等人 2014。

有关 RNN API 用法的详细信息,请参阅TF-Keras RNN API 指南

根据可用的运行时硬件和约束条件,此层将选择不同的实现(基于 cuDNN 或纯 TensorFlow)以最大化性能。如果 GPU 可用且层的所有参数都满足 cuDNN 内核的要求(有关详细信息,请参见下文),则该层将使用快速的 cuDNN 实现。

使用 cuDNN 实现的要求是

  1. activation == tanh
  2. recurrent_activation == sigmoid
  3. recurrent_dropout == 0
  4. unrollFalse
  5. use_biasTrue
  6. reset_afterTrue
  7. 输入,如果使用掩码,则严格右填充。
  8. 在最外层上下文中启用了 Eager 执行。

GRU 实现有两种变体。默认值基于v3,并在矩阵乘法之前将重置门应用于隐藏状态。另一个基于原始版本,顺序相反。

第二个变体与 CuDNNGRU(仅限 GPU)兼容,并允许在 CPU 上进行推理。因此,它对kernelrecurrent_kernel具有单独的偏差。要使用此变体,请设置reset_after=Truerecurrent_activation='sigmoid'

例如

>>> inputs = tf.random.normal([32, 10, 8])
>>> gru = tf.keras.layers.GRU(4)
>>> output = gru(inputs)
>>> print(output.shape)
(32, 4)
>>> gru = tf.keras.layers.GRU(4, return_sequences=True, return_state=True)
>>> whole_sequence_output, final_state = gru(inputs)
>>> print(whole_sequence_output.shape)
(32, 10, 4)
>>> print(final_state.shape)
(32, 4)

参数

  • units:正整数,输出空间的维度。
  • activation:要使用的激活函数。默认值:双曲正切 (tanh)。如果您传递None,则不应用任何激活(即“线性”激活:a(x) = x)。
  • recurrent_activation:用于循环步骤的激活函数。默认值:sigmoid (sigmoid)。如果您传递None,则不应用任何激活(即“线性”激活:a(x) = x)。
  • use_bias:布尔值,(默认值True),层是否使用偏差向量。
  • kernel_initializerkernel权重矩阵的初始化器,用于输入的线性变换。默认值:glorot_uniform
  • recurrent_initializerrecurrent_kernel权重矩阵的初始化器,用于循环状态的线性变换。默认值:orthogonal
  • bias_initializer:偏差向量的初始化器。默认值:zeros
  • kernel_regularizer:应用于kernel权重矩阵的正则化函数。默认值:None
  • recurrent_regularizer:应用于recurrent_kernel权重矩阵的正则化函数。默认值:None
  • bias_regularizer:应用于偏差向量的正则化函数。默认值:None
  • activity_regularizer:应用于层输出(其“激活”)的正则化函数。默认值:None
  • kernel_constraint:应用于kernel权重矩阵的约束函数。默认值:None
  • recurrent_constraint:应用于recurrent_kernel权重矩阵的约束函数。默认值:None
  • bias_constraint:应用于偏差向量的约束函数。默认值:None
  • dropout:0 到 1 之间的值。输入线性变换中要丢弃的单元的分数。默认值:0。
  • recurrent_dropout:0 到 1 之间的值。循环状态线性变换中要丢弃的单元的分数。默认值:0。
  • return_sequences:布尔值。是否返回输出序列中的最后一个输出,或返回完整的序列。默认值:False
  • return_state:布尔值。是否除了输出外还返回最后一个状态。默认值:False
  • go_backwards:布尔值(默认值False)。如果为 True,则向后处理输入序列并返回反向序列。
  • stateful:布尔值(默认值 False)。如果为 True,则批次中索引 i 处的每个样本的最后一个状态将用作后续批次中索引 i 处的样本的初始状态。
  • unroll:布尔值(默认值 False)。如果为 True,则网络将被展开,否则将使用符号循环。展开可以加快 RNN 的速度,尽管它往往更占用内存。展开仅适用于短序列。
  • time_majorinputsoutputs张量的形状格式。如果为 True,则输入和输出的形状为[timesteps, batch, feature],而在 False 的情况下,则为[batch, timesteps, feature]。使用time_major = True效率更高,因为它避免了 RNN 计算开始和结束时的转置。但是,大多数 TensorFlow 数据都是批次优先的,因此默认情况下,此函数接受批次优先形式的输入并发出输出。
  • reset_after:GRU 约定(是否在矩阵乘法后或之前应用重置门)。False =“before”,True =“after”(默认值且与 cuDNN 兼容)。

调用参数

  • inputs:一个 3D 张量,形状为[batch, timesteps, feature]
  • mask:形状为[samples, timesteps]的二进制张量,指示是否应该屏蔽给定的时间步长(可选)。单个True条目表示应使用对应的时间步长,而False条目表示应忽略对应的时间步长。默认为None
  • training:Python 布尔值,指示层应该处于训练模式还是推理模式。调用单元时,此参数将传递给单元。这仅在使用dropoutrecurrent_dropout时才相关(可选)。默认为None
  • initial_state:要传递给单元第一次调用的初始状态张量的列表(可选,None会导致创建零填充的初始状态张量)。默认为None