当前位置:   article > 正文

NLP之Sentiment:基于PyTorch框架利用Transformer算法针对IMDB数据集实现情感分类的应用案例代码解析_python使用transformer

python使用transformer

NLP之Sentiment:基于PyTorch框架利用Transformer算法针对IMDB数据集实现情感分类的应用案例代码解析

目录

基于PyTorch框架利用Transformer算法针对IMDB数据集实现情感分类的应用案例

思路设计

(1)、数据准备

(2)、数据预处理

(3)、模型构建

(4)、模型训练

(5)、模型评估

(6)、模型应用

代码解析

1、定义函数

1.1、定义一个TransformerModel类,用于实现Transformer模型;

1.2、定义了一个PositionalEncoding类,用于实现位置编码;

1.3、定义了train和evaluate函数,用于训练和验证模型;

2、主函数

2.1、加载IMDB数据集,并初始化模型和优化器;

2.2、训练模型,并输出训练和验证损失。


基于PyTorch框架利用Transformer算法针对IMDB数据集实现情感分类的应用案例

情感分析是指通过自然语言处理技术对文本进行分析,确定文本所表达的情感倾向。Transformer模型是一种基于注意力机制的神经网络模型,可以有效地处理自然语言处理任务。这个代码可以对电影评论进行情感分类,输出评论的情感极性(正面或负面)。

思路设计

基于Python语言编程,利用Transformer模型实现情感分析的应用,需要进行数据准备、数据预处理、模型构建、模型训练、模型评估和模型应用等步骤。在实际应用中,还需要考虑模型的性能、可扩展性和可维护性等方面。

(1)、数据准备

首先,需要准备情感分析的数据集。可以使用公开的数据集,如IMDB数据集或Amazon产品评论数据集等。这些数据集包含了大量的文本和相应的情感标签。


(2)、数据预处理

对于每个文本,需要进行一些预处理操作,如分词、去除停用词、词干提取等。还需要将文本转换为数字向量,以便输入到Transformer模型中。

(3)、模型构建

使用TensorFlow或PyTorch等深度学习框架构建Transformer模型。可以使用预训练的Transformer模型,如BERT或GPT-2等,也可以自己训练一个Transformer模型。

(4)、模型训练

使用准备好的数据集训练Transformer模型。可以使用交叉验证等技术来优化模型的性能。

(5)、模型评估

使用测试集对模型进行评估,计算准确率、召回率、F1值等指标。可以使用混淆矩阵来分析模型的性能。

(6)、模型应用

将训练好的模型应用到实际情感分析场景中。可以使用API接口或者Web应用程序等方式来实现模型的部署。
 

代码解析

1、定义函数

1.1、定义一个TransformerModel类,用于实现Transformer模型;

  1. import torch
  2. import torch.nn as nn
  3. import torch.optim as optim
  4. import math
  5. from torchtext.legacy.data import Field, BucketIterator
  6. from torchtext.legacy import datasets
  7. # 定义模型
  8. class TransformerModel(nn.Module):
  9. def __init__(self, input_dim, emb_dim, n_heads, hid_dim, n_layers, output_dim, dropout):
  10. super().__init__()
  11. self.embedding = nn.Embedding(input_dim, emb_dim)
  12. self.pos_encoding = PositionalEncoding(emb_dim, dropout)
  13. self.transformer_encoder = nn.TransformerEncoder(
  14. nn.TransformerEncoderLayer(emb_dim, n_heads, hid_dim, dropout), n_layers
  15. )
  16. self.fc = nn.Linear(emb_dim, output_dim)
  17. self.dropout = nn.Dropout(dropout)
  18. def forward(self, src):
  19. # src: [src_len, batch_size]
  20. embedded = self.embedding(src) * math.sqrt(self.emb_dim)
  21. embedded = self.pos_encoding(embedded)
  22. outputs = self.transformer_encoder(embedded)
  23. last_output = outputs[-1, :, :]
  24. last_output = self.dropout(last_output)
  25. return self.fc(last_output)

1.2、定义了一个PositionalEncoding类,用于实现位置编码;

  1. # 定义位置编码
  2. class PositionalEncoding(nn.Module):
  3. def __init__(self, emb_dim, dropout, max_len=5000):
  4. super().__init__()
  5. self.dropout = nn.Dropout(dropout)
  6. position = torch.arange(0, max_len).unsqueeze(1)
  7. div_term = torch.exp(torch.arange(0, emb_dim, 2) * -(math.log(10000.0) / emb_dim))
  8. pe = torch.zeros(max_len, 1, emb_dim)
  9. pe[:, 0, 0::2] = torch.sin(position * div_term)
  10. pe[:, 0, 1::2] = torch.cos(position * div_term)
  11. self.register_buffer('pe', pe)
  12. def forward(self, x):
  13. x = x + self.pe[:x.size(0), :]
  14. return self.dropout(x)

1.3、定义了train和evaluate函数,用于训练和验证模型;

  1. # 定义训练函数
  2. def train(model, iterator, optimizer, criterion):
  3. epoch_loss = 0
  4. model.train()
  5. for batch in iterator:
  6. optimizer.zero_grad()
  7. src = batch.text
  8. trg = batch.label
  9. output = model(src)
  10. loss = criterion(output.squeeze(1), trg.float())
  11. loss.backward()
  12. optimizer.step()
  13. if batch.batch_size > 0: # 判断当前batch中样本的数量是否为0
  14. epoch_loss += loss.item() * batch.batch_size
  15. return epoch_loss / len(iterator.dataset)
  16. # 定义验证函数
  17. def evaluate(model, iterator, criterion):
  18. epoch_loss = 0
  19. model.eval()
  20. with torch.no_grad():
  21. for batch in iterator:
  22. src = batch.text
  23. trg = batch.label
  24. output = model(src)
  25. loss = criterion(output.squeeze(1), trg.float())
  26. if batch.batch_size > 0: # 判断当前batch中样本的数量是否为0
  27. epoch_loss += loss.item() * batch.batch_size
  28. return epoch_loss / len(iterator.dataset)

2、主函数

2.1、加载IMDB数据集,并初始化模型和优化器;

  1. if __name__ == '__main__':
  2. # 设置参数
  3. BATCH_SIZE = 32
  4. EMB_DIM = 256
  5. HID_DIM = 512
  6. N_LAYERS = 6
  7. N_HEADS = 8
  8. DROPOUT = 0.1
  9. LEARNING_RATE = 0.0005
  10. N_EPOCHS = 10
  11. device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
  12. # 加载数据集
  13. text = Field(tokenize='spacy', tokenizer_language='en_core_web_sm')
  14. label = Field(dtype=torch.float)
  15. train_data, test_data = datasets.IMDB.splits(text, label)
  16. text.build_vocab(train_data, max_size=10000, vectors='glove.6B.100d')
  17. label.build_vocab(train_data)
  18. train_iterator, test_iterator = BucketIterator.splits(
  19. (train_data, test_data), batch_size=BATCH_SIZE, device=device, sort_key=False )
  20. # 初始化模型和优化器
  21. INPUT_DIM = len(text.vocab)
  22. OUTPUT_DIM = 1
  23. model = TransformerModel(INPUT_DIM, EMB_DIM, N_HEADS, HID_DIM, N_LAYERS, OUTPUT_DIM, DROPOUT)
  24. optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=LEARNING_RATE)
  25. criterion = nn.BCEWithLogitsLoss()

2.2、训练模型,并输出训练和验证损失。

  1. # 训练模型
  2. for epoch in range(N_EPOCHS):
  3. train_loss = train(model, train_iterator, optimizer, criterion)
  4. test_loss = evaluate(model, test_iterator, criterion)
  5. print(f'Epoch: {epoch +1:02} | Train Loss: {train_loss:.3f} | Test Loss: {test_loss:.3f}')

声明:本文内容由网友自发贡献,不代表【wpsshop博客】立场,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容,请联系我们。转载请注明出处:https://www.wpsshop.cn/w/秋刀鱼在做梦/article/detail/798522
推荐阅读
相关标签
  

闽ICP备14008679号