简单的循环神经网络输入形状

Question

我正在尝试使用 keras 编写一个非常简单的 RNN 示例，但结果与预期不符。

我的 X_train 是一个长度为 6000 的重复列表，例如：1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, ...

我将其格式化为：(6000, 1, 1)

我的 y_train 是一个长度为 6000 的重复列表，例如：1, 0.8, 0.6, 0, 0, 0, 1, 0.8, 0.6, 0, ...

我将其格式化为：(6000, 1)

在我的理解中，循环神经网络应该学会正确预测 0.8 和 0.6，因为它可以记住两个时间步前 X_train 中的 1。

我的模特：

model=Sequential()
model.add(SimpleRNN(input_dim=1, output_dim=50))
model.add(Dense(output_dim=1, activation = "sigmoid"))
model.compile(loss="mse", optimizer="rmsprop")
model.fit(X_train, y_train, nb_epoch=10, batch_size=32)

模型可以成功训练，损失最小~0.1015，但结果不如预期。

test case ---------------------------------------------  model result -------------expected result 

model.predict(np.array([[[1]]])) --------------------0.9825--------------------1

model.predict(np.array([[[1],[0]]])) ----------------0.2081--------------------0.8

model.predict(np.array([[[1],[0],[0]]])) ------------0.2778 -------------------0.6

model.predict(np.array([[[1],[0],[0],[0]]]))---------0.3186--------------------0

任何提示我在这里误解了什么？

Answer 1

输入格式应该是三维的：三个分量分别代表样本大小、时间步数和输出维度

一旦适当地重新格式化，RNN 确实可以很好地预测目标序列。

np.random.seed(1337)

sample_size = 256
x_seed = [1, 0, 0, 0, 0, 0]
y_seed = [1, 0.8, 0.6, 0, 0, 0]

x_train = np.array([[x_seed] * sample_size]).reshape(sample_size,len(x_seed),1)
y_train = np.array([[y_seed]*sample_size]).reshape(sample_size,len(y_seed),1)

model=Sequential()
model.add(SimpleRNN(input_dim  =  1, output_dim = 50, return_sequences = True))
model.add(TimeDistributed(Dense(output_dim = 1, activation  =  "sigmoid")))
model.compile(loss = "mse", optimizer = "rmsprop")
model.fit(x_train, y_train, nb_epoch = 10, batch_size = 32)

print(model.predict(np.array([[[1],[0],[0],[0],[0],[0]]])))
#[[[ 0.87810659]
#[ 0.80646527]
#[ 0.61600274]
#[ 0.01652312]
#[ 0.00930419]
#[ 0.01328572]]]