Mindspore框架循环神经网络RNN模型实现情感分类|（五）模型训练

news2025/2/23 7:19:01

Mindspore框架循环神经网络RNN模型实现情感分类

模型训练与推理

1. 模型加载

hidden_size = 256
output_size = 1
num_layers = 2
bidirectional = True
lr = 0.001
pad_idx = vocab.tokens_to_ids('<pad>')
# 模型加载
model = RNN(embeddings, hidden_size, output_size, num_layers, bidirectional, pad_idx)

其中：vocab, embeddings = load_glove(glove_path)
模型构建和实例化参数：

  embeddings:输入向量，是数据集经过glove模型统一处理的词向量数值特征,
  hidden_dim:隐藏层特征的维度, 
  output_dim：输出维数, 
  n_layers：RNN 层的数量,
  bidirectional:是否为双向 RNN, 
  pad_idx:padding_idx参数用于标记输入中的填充值（padding value）。在自然语言处理任务中，文本序列的长度不一致是非常常见的。为了能够对不同长度的文本序列进行批处理，我们通常会使用填充值对较短的序列进行填补。

2.模型训练

def train():
    # 音频数据集
    imdb_path = r'./IMDB/aclImdb_v1.tar.gz'

    # 训练集和测试集生成
    imdb_train, imdb_test = load_imdb(imdb_path)  # review评论-标签，数据集

    # 预训练词向量表
    glove_path = r"./IMDB/glove.6B.zip"
    vocab, embeddings = load_glove(glove_path)  # 预定义词向量表

    # 语句标签-数据集。将文本序列统一长度，不足的使用<pad>补齐，超出的进行截断。每条评论500字。
    lookup_op = ds.text.Lookup(vocab, unknown_token='<unk>')
    pad_op = ds.transforms.PadEnd([500],
                                  pad_value=vocab.tokens_to_ids('<pad>'))  # 使用PadEnd接口，定义最大长度和补齐值(pad_value)，取最大长度为500
    type_cast_op = ds.transforms.TypeCast(ms.float32)  # 将label数据转为float32格式
    # 预处理操作流水线
    imdb_train = imdb_train.map(operations=[lookup_op, pad_op], input_columns=['text'])
    imdb_train = imdb_train.map(operations=[type_cast_op], input_columns=['label'])
    imdb_test = imdb_test.map(operations=[lookup_op, pad_op], input_columns=['text'])
    imdb_test = imdb_test.map(operations=[type_cast_op], input_columns=['label'])

    # 由于IMDB数据集本身不包含验证集，我们手动将其分割为训练和验证两部分，比例取0.7, 0.3。
    imdb_train, imdb_valid = imdb_train.split([0.7, 0.3])
    # 调用数据集的map、split、batch为数据集处理流水线增加对应操作，返回值为新的Dataset类型。现在仅定义流水线操作，在执行时开始执行数据处理流水线，获取最终处理好的数据并送入模型进行训练。
    imdb_train = imdb_train.batch(64, drop_remainder=True)
    imdb_valid = imdb_valid.batch(64, drop_remainder=True)

    # 定义训练参数
    hidden_size = 256
    output_size = 1
    num_layers = 2
    bidirectional = True
    lr = 0.001
    pad_idx = vocab.tokens_to_ids('<pad>')

    model = RNN(embeddings, hidden_size, output_size, num_layers, bidirectional, pad_idx)
    loss_fn = nn.BCEWithLogitsLoss(reduction='mean')
    optimizer = nn.Adam(model.trainable_params(), learning_rate=lr)

    def forward_fn(data, label):
        logits = model(data)
        loss = loss_fn(logits, label)
        return loss

    grad_fn = ms.value_and_grad(forward_fn, None, optimizer.parameters)

    def train_step(data, label):
        loss, grads = grad_fn(data, label)
        optimizer(grads)
        return loss

    def train_one_epoch(model, train_dataset, epoch=0):
        model.set_train()
        total = train_dataset.get_dataset_size()
        loss_total = 0
        step_total = 0
        with tqdm(total=total) as t:
            t.set_description('Epoch %i' % epoch)
            for i in train_dataset.create_tuple_iterator():
                loss = train_step(*i)
                loss_total += loss.asnumpy()
                step_total += 1
                t.set_postfix(loss=loss_total / step_total)
                t.update(1)

    num_epochs = 50
    best_valid_loss = float('inf')
    ckpt_file_name = os.path.join(cache_dir, 'sentiment-analysis.ckpt')

    for epoch in range(num_epochs):
        train_one_epoch(model, imdb_train, epoch)
        valid_loss = evaluate(model, imdb_valid, loss_fn, epoch)

        if valid_loss < best_valid_loss:
            best_valid_loss = valid_loss
            ms.save_checkpoint(model, ckpt_file_name)


if __name__ == "__main__":
    train()