使用pytorch和tensorflow实现BandRNN

我正在尝试找出如何训练我的矩阵,以实现BandRNN的效果。

BandRnn是一种对角线RNN模型,每个神经元的连接数不同。例如:enter image description hereC是每个神经元的连接数。

我发现了一种方法,可以在for循环中关闭一些梯度,防止它们被训练,方法如下:

for p in model.input.parameters():         p.requires_grad = False

但是,我找不到合适的方法来实现,让我的矩阵变成BandRNN。

希望有人能帮我解决这个问题。


回答:

据我所知,你只能在张量上激活/停用requires_grad,而不能在该张量的不同组件上操作。相反,你可以将带外值置零。

首先为带创建一个掩码,你可以使用torch.onestorch.diagflat

>>> torch.diagflat(torch.ones(5), offset=1)

通过设置torch.ones的正确维度以及正确的偏移量,你可以生成具有一致形状的偏移对角矩阵。

>>> N = 10; i = -1>>> torch.diagflat(torch.ones(N-abs(i)), offset=i)tensor([[0., 0., 0., 0., 0.],        [1., 0., 0., 0., 0.],        [0., 1., 0., 0., 0.],        [0., 0., 1., 0., 0.],        [0., 0., 0., 1., 0.]])>>> N = 10; i = 0>>> torch.diagflat(torch.ones(N-abs(i)), offset=i)tensor([[1., 0., 0., 0., 0.],        [0., 1., 0., 0., 0.],        [0., 0., 1., 0., 0.],        [0., 0., 0., 1., 0.],        [0., 0., 0., 0., 1.]])>>> N = 10; i = 1>>> torch.diagflat(torch.ones(N-abs(i)), offset=i)tensor([[0., 1., 0., 0., 0.],        [0., 0., 1., 0., 0.],        [0., 0., 0., 1., 0.],        [0., 0., 0., 0., 1.],        [0., 0., 0., 0., 0.]])

你明白我的意思,通过按元素求和这些矩阵,我们可以得到一个掩码:

>>> N = 10; b = 3>>> mask = sum(torch.diagflat(torch.ones(N-abs(i)), i) for i in range(-b//2,b//2+1))>>> masktensor([[1., 1., 0., 0., 0.],        [1., 1., 1., 0., 0.],        [1., 1., 1., 1., 0.],        [0., 1., 1., 1., 1.],        [0., 0., 1., 1., 1.]])

然后你可以在nn.Linear上将带外值置零:

>>> m = nn.Linear(N, N)>>> m.weight.data = m.weight * mask>>> m.weightParameter containing:tensor([[-0.3321, -0.3377, -0.0000, -0.0000, -0.0000],        [-0.4197,  0.1729,  0.2101,  0.0000,  0.0000],        [ 0.3467,  0.2857, -0.3919, -0.0659,  0.0000],        [ 0.0000, -0.4060,  0.0908,  0.0729, -0.1318],        [ 0.0000, -0.0000, -0.4449, -0.0029, -0.1498]], requires_grad=True)

请注意,你可能需要在每次前向传递时执行此操作,因为训练过程中带外的参数可能会被更新为非零值。当然,你可以初始化mask一次并将其保存在内存中。

将所有内容包装成一个自定义的nn.Module会更方便。

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