PyTorch 1.0 中文官方教程：序列模型和LSTM网络

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译者：ETCartman

之前我们已经学过了许多的前馈网络. 所谓前馈网络, 就是网络中不会保存状态. 然而有时 这并不是我们想要的效果. 在自然语言处理 (NLP, Natural Language Processing) 中, 序列模型是一个核心的概念. 所谓序列模型, 即输入依赖于时间信息的模型. 一个典型的序列模型是隐马尔科夫模型 (HMM, Hidden Markov Model). 另一个序列模型的例子是条件随机场 (CRF, Conditional Random Field).

循环神经网络是指可以保存某种状态的神经网络. 比如说, 网络上个时刻的输出可以作为下个 时刻的输入, 这样信息就可以通过序列在网络中一直往后传递. 对于LSTM (Long-Short Term Memory) 来说, 序列中的每个元素都有一个相应的隐状态 $h_t$, 该隐状态 原则上可以包含序列当前结点之前的任一节点的信息. 我们可以使用隐藏状态来预测语言模型 中的单词, 词性标签以及其他各种各样的东西.

Pytorch中的LSTM

在正式学习之前，有几个点要说明一下，Pytorch中LSTM的输入形式是一个3D的Tensor，每一个维度都有固定的意义，第一个维度就是序列本身，第二个维度是mini-batch中实例的索引，第三个维度是输入元素的索引，我们之前没有接触过mini-batch所以我们就先假设第二维的维度是1。

如果要用"The cow jumped"这个句子来运行一个序列模型，那么就应该把它整理成如下的形式：

\[\begin{split}\begin{bmatrix} \overbrace{q_\text{The}}^\text{row vector} \\ q_\text{cow} \\ q_\text{jumped} \end{bmatrix}\end{split}\]

除了有一个额外的大小为1的第二维度.

此外, 你还可以向网络逐个输入序列, 在这种情况下, 第一个轴的大小也是1.

来看一个简单的例子.

# 作者: Robert Guthrie

import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torch.optim as optim

torch.manual_seed(1)

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