Pytorch在NLP中的简单应用详解

所属分类: 脚本专栏 / python 阅读数: 1453
收藏 0 赞 0 分享

因为之前在项目中一直使用Tensorflow,最近需要处理NLP问题,对Pytorch框架还比较陌生,所以特地再学习一下pytorch在自然语言处理问题中的简单使用,这里做一个记录。

一、Pytorch基础

首先,第一步是导入pytorch的一系列包

import torch
import torch.autograd as autograd #Autograd为Tensor所有操作提供自动求导方法
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torch.optim as optim

1)Tensor张量

a) 创建Tensors

#tensor
x = torch.Tensor([[1,2,3],[4,5,6]])
#size为2x3x4的随机数随机数
x = torch.randn((2,3,4))

b) Tensors计算

x = torch.Tensor([[1,2],[3,4]])
y = torch.Tensor([[5,6],[7,8]])
z = x+y

c) Reshape Tensors

x = torch.randn(2,3,4)
#拉直
x = x.view(-1)
#4*6维度
x = x.view(4,6)

2)计算图和自动微分

a) Variable变量

#将Tensor变为Variable
x = autograd.Variable(torch.Tensor([1,2,3]),requires_grad = True)
#将Variable变为Tensor
y = x.data

b) 反向梯度算法

x = autograd.Variable(torch.Tensor([1,2]),requires_grad=True)
y = autograd.Variable(torch.Tensor([3,4]),requires_grad=True)
z = x+y
#求和
s = z.sum()
#反向梯度传播
s.backward()
print(x.grad)

c) 线性映射

linear = nn.Linear(3,5) #三维线性映射到五维
x = autograd.Variable(torch.randn(4,3))
#输出为(4,5)维
y = linear(x)

d) 非线性映射(激活函数的使用)

x = autograd.Variable(torch.randn(5))
#relu激活函数
x_relu = F.relu(x)
print(x_relu)
x_soft = F.softmax(x)
#softmax激活函数
print(x_soft)
print(x_soft.sum())

output:

Variable containing:
-0.9347
-0.9882
 1.3801
-0.1173
 0.9317
[torch.FloatTensor of size 5]
 
Variable containing:
 0.0481
 0.0456
 0.4867
 0.1089
 0.3108
[torch.FloatTensor of size 5]
 
Variable containing:
 1
[torch.FloatTensor of size 1]
 
Variable containing:
-3.0350
-3.0885
-0.7201
-2.2176
-1.1686
[torch.FloatTensor of size 5]

二、Pytorch创建网络

1) word embedding词嵌入

通过nn.Embedding(m,n)实现,m表示所有的单词数目,n表示词嵌入的维度。

word_to_idx = {'hello':0,'world':1}
embeds = nn.Embedding(2,5) #即两个单词,单词的词嵌入维度为5
hello_idx = torch.LongTensor([word_to_idx['hello']])
hello_idx = autograd.Variable(hello_idx)
hello_embed = embeds(hello_idx)
print(hello_embed)

output:

Variable containing:
-0.6982 0.3909 -1.0760 -1.6215 0.4429
[torch.FloatTensor of size 1x5]

2) N-Gram 语言模型

先介绍一下N-Gram语言模型,给定一个单词序列 ,计算 ,其中 是序列的第 个单词。

import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
import torch.autograd as autograd
import torch.optim as optim
 
from six.moves import xrange

对句子进行分词:

context_size = 2
embed_dim = 10
text_sequence = """When forty winters shall besiege thy brow,
And dig deep trenches in thy beauty's field,
Thy youth's proud livery so gazed on now,
Will be a totter'd weed of small worth held:
Then being asked, where all thy beauty lies,
Where all the treasure of thy lusty days;
To say, within thine own deep sunken eyes,
Were an all-eating shame, and thriftless praise.
How much more praise deserv'd thy beauty's use,
If thou couldst answer 'This fair child of mine
Shall sum my count, and make my old excuse,'
Proving his beauty by succession thine!
This were to be new made when thou art old,
And see thy blood warm when thou feel'st it cold.""".split()
#分词
trigrams = [ ([text_sequence[i], text_sequence[i+1]], text_sequence[i+2]) for i in xrange(len(text_sequence) - 2) ]
trigrams[:10]

分词的形式为:

#建立vocab索引
vocab = set(text_sequence)
word_to_ix = {word: i for i,word in enumerate(vocab)}

建立N-Gram Language model

#N-Gram Language model
class NGramLanguageModeler(nn.Module): 
 def __init__(self, vocab_size, embed_dim, context_size):
  super(NGramLanguageModeler, self).__init__()
  #词嵌入
  self.embedding = nn.Embedding(vocab_size, embed_dim)
  #两层线性分类器
  self.linear1 = nn.Linear(embed_dim*context_size, 128)
  self.linear2 = nn.Linear(128, vocab_size)
  
 def forward(self, input):
  embeds = self.embedding(input).view((1, -1)) #2,10拉直为20
  out = F.relu(self.linear1(embeds))
  out = F.relu(self.linear2(out))
  log_probs = F.log_softmax(out)
  return log_probs  

输出模型看一下网络结构

#输出模型看一下网络结构
model = NGramLanguageModeler(96,10,2)
print(model)

定义损失函数和优化器

#定义损失函数以及优化器
loss_function = nn.NLLLoss()
optimizer = optim.SGD(model.parameters(),lr = 0.01)
model = NGramLanguageModeler(len(vocab), embed_dim, context_size)
losses = []

模型训练

#模型训练
for epoch in xrange(10):
 total_loss = torch.Tensor([0])
 for context, target in trigrams:
  #1.处理数据输入为索引向量
  #print(context)
  #注:python3中map函数前要加上list()转换为列表形式
  context_idxs = list(map(lambda w: word_to_ix[w], context))
  #print(context_idxs)
  context_var = autograd.Variable( torch.LongTensor(context_idxs) )
 
  
  #2.梯度清零
  model.zero_grad()
  
  #3.前向传播,计算下一个单词的概率
  log_probs = model(context_var)
  
  #4.损失函数
  loss = loss_function(log_probs, autograd.Variable(torch.LongTensor([word_to_ix[target]])))
  
  #反向传播及梯度更新
  loss.backward()
  optimizer.step()
  
  total_loss += loss.data 
 losses.append(total_loss)
print(losses)

以上这篇Pytorch在NLP中的简单应用详解就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

更多精彩内容其他人还在看

Python实现图像几何变换

这篇文章主要介绍了Python实现图像几何变换的方法,实例分析了Python基于Image模块实现图像翻转、旋转、改变大小等操作的相关技巧,非常简单实用,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Python中的urllib模块使用详解

这篇文章主要介绍了Python中的urllib模块使用详解,是Python入门学习中的基础知识,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Python的多态性实例分析

这篇文章主要介绍了Python的多态性,以实例形式深入浅出的分析了Python在面向对象编程中多态性的原理与实现方法,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

python生成IP段的方法

这篇文章主要介绍了python生成IP段的方法,涉及Python文件读写及随机数操作的相关技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

python操作redis的方法

这篇文章主要介绍了python操作redis的方法,包括Python针对redis的连接、设置、获取、删除等常用技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

python妹子图简单爬虫实例

这篇文章主要介绍了python妹子图简单爬虫,实例分析了Python爬虫程序所涉及的页面源码获取、进度显示、正则匹配等技巧,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

分析用Python脚本关闭文件操作的机制

这篇文章主要介绍了分析用Python脚本关闭文件操作的机制,作者分Python2.x版本和3.x版本两种情况进行了阐述,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

python实现搜索指定目录下文件及文件内搜索指定关键词的方法

这篇文章主要介绍了python实现搜索指定目录下文件及文件内搜索指定关键词的方法,可实现针对文件夹及文件内关键词的搜索功能,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

python中getaddrinfo()基本用法实例分析

这篇文章主要介绍了python中getaddrinfo()基本用法,实例分析了Python中使用getaddrinfo方法进行IP地址解析的基本技巧,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

python查找指定具有相同内容文件的方法

这篇文章主要介绍了python查找指定具有相同内容文件的方法,涉及Python针对文件操作的相关技巧,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享
查看更多