Coggle 30 Days of ML（23年7月）任务七：训练TextCNN模型

任务七：使用Word2Vec词向量，搭建TextCNN模型进行训练和预测

说明：在这个任务中，你将使用Word2Vec词向量，搭建TextCNN模型进行文本分类的训练和预测，通过卷积神经网络来进行文本分类。
实践步骤：
1. 准备Word2Vec词向量模型和相应的训练数据集。
2. 构建TextCNN模型，包括卷积层、池化层、全连接层等。
3. 将Word2Vec词向量应用到模型中，作为词特征的输入。
4. 使用训练数据集对TextCNN模型进行训练。
5. 使用训练好的TextCNN模型对测试数据集进行预测

导入训练好的Word2Vec模型

由于上一部分我们已经训练好了我们的模型，所以这一部分我们直接导入即可

# 准备Word2Vec词向量模型和训练数据集
word2vec_model = Word2Vec.load("word2vec.model")

在数据分析的时候，我们已经发现，词语的数量是不一的，所以首先我们先对数据进行处理，将文本序列转化为词向量表示，并且填充为长度为200

# 获取Word2Vec词向量的维度
embedding_dim = word2vec_model.vector_size

# 转换训练数据集的文本序列为词向量表示，并进行填充
train_sequences = []
for text in train_data:
    sequence = [word2vec_model.wv[word] for word in text if word in word2vec_model.wv]
    padded_sequence = pad_sequences([sequence], maxlen=max_length, padding='post', truncating='post')[0]
    train_sequences.append(padded_sequence)

# 转换测试数据集的文本序列为词向量表示，并进行填充
test_sequences = []
for text in test_data:
    sequence = [word2vec_model.wv[word] for word in text if word in word2vec_model.wv]
    padded_sequence = pad_sequences([sequence], maxlen=max_length, padding='post', truncating='post')[0]
    test_sequences.append(padded_sequence)

构建TextCNN模型

在这里插入图片描述

接下来我们就开始构建一下TextCNN模型，包括卷积层、池化层、全连接层等，这样我们就初步得到一个非常简单的模型了

# 构建TextCNN模型
model = tf.keras.Sequential()
model.add(layers.Conv1D(128, 5, activation='relu', input_shape=(max_length, embedding_dim)))
model.add(layers.GlobalMaxPooling1D())
model.add(layers.Dense(64, activation='relu'))
model.add(layers.Dense(num_classes, activation='softmax'))

训练模型

接下来我们就可以开始训练我们的模型了，这里使用了SGD优化器进行操作，在训练之前，我们还需要把训练数据集的标签转换为one-hot编码

# 设置优化器和学习率
optimizer = optimizers.SGD(learning_rate=0.1)  # 使用SGD优化器，并设置学习率为0.1

# 编译模型
model.compile(optimizer=optimizer, loss='categorical_crossentropy', metrics=['accuracy'])


# 转换训练数据集的标签为one-hot编码
train_labels = tf.keras.utils.to_categorical(train_labels)

# 训练模型
model.fit(np.array(train_sequences), train_labels, epochs=5, batch_size=32)

Epoch 1/5
438/438 [==============================] - 5s 6ms/step - loss: 0.4385 - accuracy: 0.8454
Epoch 2/5
438/438 [==============================] - 2s 5ms/step - loss: 0.4309 - accuracy: 0.8454
Epoch 3/5
438/438 [==============================] - 3s 6ms/step - loss: 0.4308 - accuracy: 0.8454
Epoch 4/5
438/438 [==============================] - 2s 6ms/step - loss: 0.4307 - accuracy: 0.8454
Epoch 5/5
438/438 [==============================] - 2s 6ms/step - loss: 0.4309 - accuracy: 0.8454

可能是模型太简单了，所以可以看到，通过训练以后，准确率也没有较大的提升，还可以继续改进

预测与提交

最后使用训练好的TextCNN模型对测试数据集进行预测，得到csv数据以后进行提交

# 预测测试数据集的分类结果
predictions = model.predict(np.array(test_sequences))
predicted_labels = predictions.argmax(axis=1)

# 读取提交样例文件
submit = pd.read_csv('ChatGPT/sample_submit.csv')
submit = submit.sort_values(by='name')

# 将预测结果赋值给提交文件的label列
submit['label'] = predicted_labels

# 保存提交文件
submit.to_csv('ChatGPT/textcnn.csv', index=None)