RNN时间序列预测（2）-Tensorflow入门，RNN操作

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原文	https://www.tensorflow.org/tutorials/recurrent
说明	因为要做RNN的时间序列分析，需要用到LSTM模型，以下是学习摘要

模型LSTM

模型包含一个LSTM cell，在一个时刻处理一个输入，并计算下一个可能出现值的概率。模型初始化为0向量，处理完输入后更新。为了计算效率，设定最小批处理数为batch_size

batch_size：最小批处理数，但是每一批的对应index上的值，应该是同一时刻的

lstm_size：隐藏层的feature数目，也就是node个数，用户设定

lstm = tf.controb.rnn.BasicLstmCell(lstm_size)
//其实就是类似初始化一个batch_size*lstm_size的矩阵, 不太确定lstm.state_size是否等于lstm_size???
state = tf.zeros([batch_size, lstm.state_size])
probabilities = []
loss = 0.0
for current_batch in dataset:
//处理完每一批数据后，state更新
output, state = lstm(current_batch, state)
//LSTM输出可用于下一个数据的预测
logits = tf.matmul(output, softmax_w)+softmax_b //上一篇提到过的概率计算方式
probabilities.append(tf.nn.softmax(logits))
loss += loss_function(probabilities, target)

截断反向传播

用于RNN设计中，其输出决定入任意距离的输入，为了解决法相传播的效率问题，创建一个“展开”的网络。包含固定个数num_steps的LSTM输入和输出，每一步其实就是一个类似RNN的过程。做法是，每次喂给网络num_steps个输入，然后它会回传。

我的理解就是，给了num_steps个RNN，每一个代表一个时刻，对应时刻的值输入到对应的网络，同时当前时刻的网络会接受来自前一个网络的输入或输出。

step的迭代处理：

//每次迭代，输入数据的占位符
words = tf.placeholder(tf.int32, [batch_size, num_steps]) //每次喂给网络num_steps个输入值，一批次处理batch_size次
lstm = tf/conrib.rnn.BasicLSTMCell(lstm_size)
state = tf.zeros([batch_size, lstm.state_size])
//对于每一个step(其实就是每一个时刻)，通过batch_size个当前时刻的值，来训练时刻的网络
for i in range(num_steps):
output, state = lstm(current_batch, state)
...
final_state = state

全局迭代处理：

numpy_state = initial_state.eval() //每次batch处理完成后，存储LSTM的state
total_loss = 0.0
for current_batch in dataset:
numpy_state, current_loss = session.run([final_state, loss], feed_dict={initial_state:numpy_state, words:current_batch})
total_loss += current_loss

LSTM多层叠加

为了增加模型的表诉能力，可以添加多层LSTM，将第一层的输出作为第二个的输入

lstm = tf.contrib.rnn.BasicLSTMCell(lstm_size, state_is_tuple=false)
stacked_lstm = tf.contrib.rnn.MultiRNNCell([lstm]*num_of_layers, state_is_tupe=false)
initial_state = state = stacked_lstm.zero_state(batch_size, tf.floatt32)
for i in range(num_steps):
output, state = stacked_lstm(words[:,i], state)
...
final_state = state