Визуализируйте активации сети LSTM

В этом примере показано, как исследовать и визуализировать функции, изученные сетями LSTM путем извлечения активаций.

Предварительно обученная сеть Load. JapaneseVowelsNet предварительно обученная сеть LSTM, обученная на японском наборе данных Vowels как описано в [1] и [2]. Это было обучено на последовательностях, отсортированных по длине последовательности с мини-пакетным размером 27.

load JapaneseVowelsNet

Просмотрите сетевую архитектуру.

net.Layers

ans = 
  5x1 Layer array with layers:

     1   'sequenceinput'   Sequence Input          Sequence input with 12 dimensions
     2   'lstm'            LSTM                    LSTM with 100 hidden units
     3   'fc'              Fully Connected         9 fully connected layer
     4   'softmax'         Softmax                 softmax
     5   'classoutput'     Classification Output   crossentropyex with '1' and 8 other classes

Загрузите тестовые данные.

[XTest,YTest] = japaneseVowelsTestData;

Визуализируйте первые временные ряды в графике. Каждая линия соответствует функции.

X = XTest{1};

figure
plot(XTest{1}')
xlabel("Time Step")
title("Test Observation 1")
numFeatures = size(XTest{1},1);
legend("Feature " + string(1:numFeatures),'Location','northeastoutside')

Для каждого временного шага последовательностей выведите активации слоем LSTM (слой 2) для того временного шага и обновите сетевое состояние.

sequenceLength = size(X,2);
idxLayer = 2;
outputSize = net.Layers(idxLayer).NumHiddenUnits;

for i = 1:sequenceLength
    features(:,i) = activations(net,X(:,i),idxLayer);
    [net, YPred(i)] = classifyAndUpdateState(net,X(:,i));
end

Визуализируйте первые 10 скрытых модулей с помощью тепловой карты.

figure
heatmap(features(1:10,:));
xlabel("Time Step")
ylabel("Hidden Unit")
title("LSTM Activations")

Тепловая карта показывает, как строго каждый скрытый модуль активирует и подсвечивает, как активации изменяются в зависимости от времени.

Ссылки

[1] М. Кудо, J. Тояма, и М. Шимбо. "Многомерная Классификация Кривых Используя Прохождение через области". Буквы Распознавания образов. Издание 20, № 11-13, страницы 1103-1111.

[2] Репозиторий Машинного обучения UCI: японский Набор данных Гласных. https://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/Japanese+Vowels

Документация

Визуализируйте активации сети LSTM

Ссылки

Смотрите также

Похожие темы

Документация Deep Learning Toolbox

Поддержка