ORDERED NEURONS: INTEGRATING TREE STRUCTURES INTO RECURRENT NEURAL NETWORKS

ICLR2019
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Introduction

Ordered Neurons(有序神经元)可以使LSTM模型能够执行树状组合而不会破坏其顺序形式。它可以通过控制神经元的更新频率来动态分配神经元,以表示不同的时间尺度依赖性

ON-LSTM Cell

  • 部分公式与 标准LSTM 相同

    其中,\hat{c_t}c_t部分的关键公式将在下文给出。

Activation function: cumax()


g 可以看作一个 binary gate:g = (0, ..., 0, 1, ..., 1)
设 d 为 binary gate 0 和 1 的分界点,那么各个点为d的概率:



因此在 g 中第 k 个点之前存在 d 的概率,即第k个点为1的概率为:


Structured Gating Mechanism

  • Master forget gate & master input gate



    master forget gate 是一个 从 0 到 1 增长的向量,master input gate 是一个从 1 到 0 下降的向量。

\omega_t为 master forget gate 和 master input gate 的重叠部分。
每当存在重叠时,对应的神经元段编码包含一些先前和当前输入的不完全成分。
由于这些成分是不完整的,所以该段由{f}_ti_t在标准LSTM模型中进一步控制,以便在块内实现更细粒度的操作。

Experience

在 language modeling, unsupervised constituency parsing, targeted syntactic evaluation (Marvin & Linzen, 2018) 和 logical inference 中取得了较其他RNNs更好的效果。

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