为了对于字词嵌入的实际应用有一个完整的理解,在此继续参照Tensorflow官方文档给出的示例整理一遍字词嵌入的实现过程。
首先导入必要的库:
import tensorflow as tf
from tensorflow import keras
from tensorflow.keras import layers
import tensorflow_datasets as tfds
Step 1. 数据载入
数据通过tensorflow_datasets
这一包来加载:
(train_data, test_data), info = tfds.load(
'imdb_reviews/subwords8k',
split = (tfds.Split.TRAIN, tfds.Split.TEST),
with_info=True, as_supervised=True)
encoder = info.features['text'].encoder
载入之后train_data
和test_data
是一个tf.data.Dataset
,其中就已经是映射成整数值之后的文本数据了,对应的文本可以在info
中找到。所以将文本进行编码的过程在此就跳过了。
下一步将数据转换为batch形式。由于文本数据时间不定长的,所以使用padded_batch,注意文档中badded_shaps
参数少了要补上。
train_batches = train_data.shuffle(1000).padded_batch(10, ((None,),()))
test_batches = test_data.shuffle(1000).padded_batch(10, ((None,),()))
Step 2. 模型构建
为了训练Embedding layer,我们需要构建一个简单的模型,其中就要用到Embedding layer。在其后,由于Embedding layer的输出仍然是不定长的,为了保证输出的形状一致这样后面才能使用全连接层进行计算,所以采用了简单粗暴的GlobalAveragePooling来把结果变为定长的(简单演示而已)。
embedding_dim=16
model = keras.Sequential([
layers.Embedding(encoder.vocab_size, embedding_dim),
layers.GlobalAveragePooling1D(),
layers.Dense(16, activation='relu'),
layers.Dense(1)
])
model.summary()
Setp 3. 训练模型
model.compile(optimizer='adam',
loss=tf.keras.losses.BinaryCrossentropy(from_logits=True),
metrics=['accuracy'])
history = model.fit(
train_batches,
epochs=10,
validation_data=test_batches, validation_steps=20)
在这一个训练过程中,Embedding layer也就会一起通过BP算法进行学习,以达到更好的编码效果。
Step 4. 编码效果可视化
将模型的weight提取出来之后,我们将编码结果格式化后写入到文件,上传到Embedding Projector[2]即可查看可视化的结果。
import io
e = model.layers[0]
weights = e.get_weights()[0]
print(weights.shape) # shape: (vocab_size, embedding_dim)
encoder = info.features['text'].encoder
out_v = io.open('vecs.tsv', 'w', encoding='utf-8')
out_m = io.open('meta.tsv', 'w', encoding='utf-8')
for num, word in enumerate(encoder.subwords):
vec = weights[num+1] # skip 0, it's padding.
out_m.write(word + "\n")
out_v.write('\t'.join([str(x) for x in vec]) + "\n")
out_v.close()
out_m.close()
效果如下:
参考