pytorch中Transformer進(jìn)行中英文翻譯訓(xùn)練的實(shí)現(xiàn)
下面是一個(gè)使用torch.nn.Transformer進(jìn)行序列到序列(Sequence-to-Sequence)的機(jī)器翻譯任務(wù)的示例代碼,包括數(shù)據(jù)加載、模型搭建和訓(xùn)練過(guò)程。
import torch
import torch.nn as nn
from torch.nn import Transformer
from torch.utils.data import DataLoader
from torch.optim import Adam
from torch.nn.utils import clip_grad_norm_
# 數(shù)據(jù)加載
def load_data():
# 加載源語(yǔ)言數(shù)據(jù)和目標(biāo)語(yǔ)言數(shù)據(jù)
# 在這里你可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)加載和預(yù)處理
src_sentences = [...] # 源語(yǔ)言句子列表
tgt_sentences = [...] # 目標(biāo)語(yǔ)言句子列表
return src_sentences, tgt_sentences
def preprocess_data(src_sentences, tgt_sentences):
# 在這里你可以進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,如分詞、建立詞匯表等
# 為了簡(jiǎn)化示例,這里直接返回原始數(shù)據(jù)
return src_sentences, tgt_sentences
def create_vocab(sentences):
# 建立詞匯表,并為每個(gè)詞分配一個(gè)唯一的索引
# 這里可以使用一些現(xiàn)有的庫(kù),如torchtext等來(lái)處理詞匯表的構(gòu)建
word2idx = {}
idx2word = {}
for sentence in sentences:
for word in sentence:
if word not in word2idx:
index = len(word2idx)
word2idx[word] = index
idx2word[index] = word
return word2idx, idx2word
def sentence_to_tensor(sentence, word2idx):
# 將句子轉(zhuǎn)換為張量形式,張量的每個(gè)元素表示詞語(yǔ)在詞匯表中的索引
tensor = [word2idx[word] for word in sentence]
return torch.tensor(tensor)
def collate_fn(batch):
# 對(duì)批次數(shù)據(jù)進(jìn)行填充,使每個(gè)句子長(zhǎng)度相同
max_length = max(len(sentence) for sentence in batch)
padded_batch = []
for sentence in batch:
padded_sentence = sentence + [0] * (max_length - len(sentence))
padded_batch.append(padded_sentence)
return torch.tensor(padded_batch)
# 模型定義
class TranslationModel(nn.Module):
def __init__(self, src_vocab_size, tgt_vocab_size, embedding_size, hidden_size, num_layers, num_heads, dropout):
super(TranslationModel, self).__init__()
self.embedding = nn.Embedding(src_vocab_size, embedding_size)
self.transformer = Transformer(
d_model=embedding_size,
nhead=num_heads,
num_encoder_layers=num_layers,
num_decoder_layers=num_layers,
dim_feedforward=hidden_size,
dropout=dropout
)
self.fc = nn.Linear(embedding_size, tgt_vocab_size)
def forward(self, src_sequence, tgt_sequence):
embedded_src = self.embedding(src_sequence)
embedded_tgt = self.embedding(tgt_sequence)
output = self.transformer(embedded_src, embedded_tgt)
output = self.fc(output)
return output
# 參數(shù)設(shè)置
src_vocab_size = 1000
tgt_vocab_size = 2000
embedding_size = 256
hidden_size = 512
num_layers = 4
num_heads = 8
dropout = 0.2
learning_rate = 0.001
batch_size = 32
num_epochs = 10
# 加載和預(yù)處理數(shù)據(jù)
src_sentences, tgt_sentences = load_data()
src_sentences, tgt_sentences = preprocess_data(src_sentences, tgt_sentences)
src_word2idx, src_idx2word = create_vocab(src_sentences)
tgt_word2idx, tgt_idx2word = create_vocab(tgt_sentences)
# 將句子轉(zhuǎn)換為張量形式
src_tensor = [sentence_to_tensor(sentence, src_word2idx) for sentence in src_sentences]
tgt_tensor = [sentence_to_tensor(sentence, tgt_word2idx) for sentence in tgt_sentences]
# 創(chuàng)建數(shù)據(jù)加載器
dataset = list(zip(src_tensor, tgt_tensor))
dataloader = DataLoader(dataset, batch_size=batch_size, shuffle=True, collate_fn=collate_fn)
# 創(chuàng)建模型實(shí)例
model = TranslationModel(src_vocab_size, tgt_vocab_size, embedding_size, hidden_size, num_layers, num_heads, dropout)
# 定義損失函數(shù)和優(yōu)化器
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)
# 訓(xùn)練模型
for epoch in range(num_epochs):
total_loss = 0.0
num_batches = 0
for batch in dataloader:
src_inputs, tgt_inputs = batch[:, :-1], batch[:, 1:]
optimizer.zero_grad()
output = model(src_inputs, tgt_inputs)
loss = criterion(output.view(-1, tgt_vocab_size), tgt_inputs.view(-1))
loss.backward()
clip_grad_norm_(model.parameters(), max_norm=1) # 防止梯度爆炸
optimizer.step()
total_loss += loss.item()
num_batches += 1
average_loss = total_loss / num_batches
print(f"Epoch {epoch + 1}/{num_epochs}, Loss: {average_loss}")
# 在訓(xùn)練完成后,可以使用模型進(jìn)行推理和翻譯上述代碼是一個(gè)基本的序列到序列機(jī)器翻譯任務(wù)的示例,其中使用torch.nn.Transformer作為模型架構(gòu)。首先,我們加載數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理,然后為源語(yǔ)言和目標(biāo)語(yǔ)言建立詞匯表。接下來(lái),我們創(chuàng)建一個(gè)自定義的TranslationModel類,該類使用Transformer模型進(jìn)行翻譯。在訓(xùn)練過(guò)程中,我們使用交叉熵?fù)p失函數(shù)和Adam優(yōu)化器進(jìn)行模型訓(xùn)練。代碼中使用的collate_fn函數(shù)確保每個(gè)批次的句子長(zhǎng)度一致,并對(duì)句子進(jìn)行填充。在每個(gè)訓(xùn)練周期中,我們計(jì)算損失并進(jìn)行反向傳播和參數(shù)更新。最后,打印每個(gè)訓(xùn)練周期的平均損失。
請(qǐng)注意,在實(shí)際應(yīng)用中,還需要根據(jù)任務(wù)需求進(jìn)行更多的定制和調(diào)整。例如,加入位置編碼、使用更復(fù)雜的編碼器或解碼器模型等。此示例可以作為使用torch.nn.Transformer進(jìn)行序列到序列機(jī)器翻譯任務(wù)的起點(diǎn)。
到此這篇關(guān)于pytorch中Transformer進(jìn)行中英文翻譯訓(xùn)練的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)pytorch Transformer中英文翻譯訓(xùn)練內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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