NNDL 作业10：第六章课后题（LSTM | GRU）

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习题6-3 当使用公式(6.50)作为循环神经网络得状态更新公式时，分析其可能存在梯度爆炸的原因并给出解决办法.

习题6-4 推导LSTM网络中参数的梯度，并分析其避免梯度消失的效果​编辑

习题6-5 推导GRU网络中参数的梯度，并分析其避免梯度消失的效果​ 

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习题6-3 当使用公式(6.50)作为循环神经网络得状态更新公式时，分析其可能存在梯度爆炸的原因并给出解决办法.

公式(6.50)为：

 在公式 为在第K时刻函数g(*)的输入，在计算公式（6.34）中的误差项时，梯度可能过大，从而导致梯度爆炸问题。

解决办法：增加门控装置，使用LSTM网络。

习题6-4 推导LSTM网络中参数的梯度，并分析其避免梯度消失的效果​编辑

 

避免梯度消失的效果 

这只是一步的推导，如果是多个时间步，就是多个类似公式的累乘。从这一步的结果中我们可以发现，其结果的取值范围并不一定局限在[0,1]中，而是有可能大于1的。这个由LSTM自身的权值决定，依靠学习得到权值去控制依赖的长度，这便是LSTM缓解梯度消失的真相。综上可以总结为两个事实：

1、cell state传播函数中的“加法”结构确实起了一定作用，它使得导数有可能大于1；
2、LSTM中逻辑门的参数可以一定程度控制不同时间步梯度消失的程度。

习题6-5 推导GRU网络中参数的梯度，并分析其避免梯度消失的效果​ 

 

GRU它引⼊了重置⻔（reset gate）和更新⻔（update gate) 的概念，从而修改了循环神经⽹络中隐藏状态的计算⽅式。

LSTM与GRU二者结构十分相似，不同在于：

新的记忆都是根据之前状态及输入进行计算，但是GRU中有一个重置门控制之前状态的进入量，而在LSTM里没有类似门；
产生新的状态方式不同，LSTM有两个不同的门，分别是遗忘门(forget gate)和输入门(input gate)，而GRU只有一种更新门(update gate)；
LSTM对新产生的状态可以通过输出门(output gate)进行调节，而GRU对输出无任何调节。

GRU的优点是这是个更加简单的模型，所以更容易创建一个更大的网络，而且它只有两个门，在计算性上也运行得更快，然后它可以扩大模型的规模。

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(20条消息) 为什么LSTM可以缓解梯度消失？_赵队的博客-CSDN博客_lstm为什么能解决梯度消失