Адаптация тензорного LSTM-кода для двоичной классификации - PullRequest
0 голосов
/ 11 мая 2018

Я пытаюсь взять эту базовую модель LSTM (https://github.com/suriyadeepan/rnn-from-scratch/blob/master/lstm.py),, которая представляет собой модель последовательности «многие ко многим») и преобразовать ее в классификатор последовательности с двоичным результатом.

Мой результат и особенности выглядят следующим образом:

# Features: 
array([[62, 91, 57, ..., 91, 43, 87],
       [66, 20, 52, ..., 91, 33, 20],
       [66, 45, 52, ..., 70, 91, 66],
       ...,
       [72, 20, 20, ..., 17, 14, 66],
       [91, 25, 52, ..., 52, 14, 52],
       [72, 29, 66, ..., 21, 20, 52]], dtype=int32)

# Feature matrix shape
(118929, 20)


# Outcome 
array([[1],
       [0],
       [1],
       ...,
       [0],
       [1],
       [1]])

# Outcome shape
(118929, 1)

Измененный код выглядит следующим образом:

import tensorflow as tf
import numpy as np

import random
import argparse
import sys

from random import sample
import configparser
import os

import csv
import pickle as pkl

from sklearn.preprocessing import OneHotEncoder, LabelBinarizer, LabelEncoder
from sklearn.datasets import make_classification


def rand_batch_gen(x, y, batch_size):
    while True:
        sample_idx = sample(list(np.arange(len(x))), batch_size)
        yield x[sample_idx], y[sample_idx]



with open('data/paulg/metadata.pkl', 'rb') as f:
    metadata = pkl.load(f)
# read numpy arrays
X = np.load('data/paulg/idx_x.npy')
Y = np.load('data/paulg/idx_y.npy')
idx2w = metadata['idx2ch'] 
w2idx = metadata['ch2idx']


_, Y = make_classification(n_samples = 118929, n_classes = 2, n_features=2, n_redundant=0, n_informative=1, n_clusters_per_class=1)
label_encoder = LabelEncoder()
integer_encoded = label_encoder.fit_transform(Y)
Y = Y.reshape(-1,1)









BATCH_SIZE = 256

class LSTM_rnn():

    def __init__(self, state_size, num_classes,
            ckpt_path='ckpt/lstm1/',
            model_name='lstm1'):

        self.state_size = state_size
        self.num_classes = num_classes
        self.ckpt_path = ckpt_path
        self.model_name = model_name

        # build graph ops
        def __graph__():
            tf.reset_default_graph()
            # inputs
            xs_ = tf.placeholder(shape=[None, None], dtype=tf.int32)
            ys_ = tf.placeholder(shape=[None, 1], dtype=tf.int32)

            # embeddings
            embs = tf.get_variable('emb', [100, state_size])
            rnn_inputs = tf.nn.embedding_lookup(embs, xs_)

            # initial hidden state
            init_state = tf.placeholder(shape=[2, None, state_size], dtype=tf.float32, name='initial_state')
            # initializer
            xav_init = tf.contrib.layers.xavier_initializer
            # params
            W = tf.get_variable('W', shape=[4, self.state_size, self.state_size], initializer=xav_init())
            U = tf.get_variable('U', shape=[4, self.state_size, self.state_size], initializer=xav_init())
            #b = tf.get_variable('b', shape=[self.state_size], initializer=tf.constant_initializer(0.))

            # step - LSTM
            def step(prev, x):
                # gather previous internal state and output state
                st_1, ct_1 = tf.unstack(prev)

                # GATES
                #
                #  input gate
                i = tf.sigmoid(tf.matmul(x,U[0]) + tf.matmul(st_1,W[0]))
                #  forget gate
                f = tf.sigmoid(tf.matmul(x,U[1]) + tf.matmul(st_1,W[1]))
                #  output gate
                o = tf.sigmoid(tf.matmul(x,U[2]) + tf.matmul(st_1,W[2]))
                #  gate weights
                g = tf.tanh(tf.matmul(x,U[3]) + tf.matmul(st_1,W[3]))

                # new internal cell state
                ct = ct_1*f + g*i
                # output state
                st = tf.tanh(ct)*o
                return tf.stack([st, ct])



            states = tf.scan(step, 
                    tf.transpose(rnn_inputs, [1,0,2]),
                    initializer=init_state)

            # predictions
            V = tf.get_variable('V', shape=[state_size, num_classes], 
                                initializer=xav_init())
            bo = tf.get_variable('bo', shape=[num_classes], 
                                 initializer=tf.constant_initializer(0.))


            # get last state before reshape/transpose
            last_state = states[-1]


            # transpose
            states = tf.transpose(states, [1,2,0,3])[0]

            states_reshaped = tf.reshape(states, [-1, state_size])
            logits = tf.matmul(states_reshaped, V) + bo

    # predictions
            predictions = tf.nn.softmax(logits) 

            # optimization
            losses = tf.nn.sparse_softmax_cross_entropy_with_logits(logits=logits, labels=ys_)
            loss = tf.reduce_mean(losses)
            train_op = tf.train.AdagradOptimizer(learning_rate=0.1).minimize(loss)

            # expose symbols
            self.xs_ = xs_
            self.ys_ = ys_
            self.loss = loss
            self.train_op = train_op
            self.predictions = predictions
            self.last_state = last_state
            self.init_state = init_state

        # build graph
        __graph__()


    ####
    # training
    def train(self, train_set, epochs=100):
        # training session
        with tf.Session() as sess:
            sess.run(tf.global_variables_initializer())
            train_loss = 0
            try:
                for i in range(epochs):
                    for j in range(100):
                        xs, ys = train_set.__next__()
                        batch_size = xs.shape[0]
                        _, train_loss_ = sess.run([self.train_op, self.loss], feed_dict = {
                                self.xs_ : xs,
                                self.ys_ : ys.flatten(),
                                self.init_state : np.zeros([2, batch_size, self.state_size])
                            })
                        train_loss += train_loss_
                    print('[{}] loss : {}'.format(i,train_loss/100))
                    train_loss = 0
            except KeyboardInterrupt:
                print('interrupted by user at ' + str(i))

            # training ends here; 
            #  save checkpoint
            saver = tf.train.Saver()
            saver.save(sess, self.ckpt_path + self.model_name, global_step=i)







#### main function
if __name__ == '__main__':

    # create the model
    model = LSTM_rnn(state_size = 512, num_classes=1)

    # get train set
    train_set = rand_batch_gen(X, Y ,batch_size=BATCH_SIZE)

    # start training
    model.train(train_set)

Я получаю сообщение об ошибке: «Несовпадение рангов: ранг ярлыков (получено 2) должно равняться рангу логитов минус 1 (получено 2)».

Знаете ли вы, как я могу успешно адаптировать этот код для двоичной классификации?

1 Ответ

0 голосов
/ 12 мая 2018

Я не уверен, есть ли у вас другие ошибки. Эта ошибка происходит от sparse_softmax_cross_entropy_with_logits. В вашем случае ваша метка должна быть вектором длины 118929, а логит должен быть матрицей с формой (118929, 2). Не изменяйте свой Y из make_classification (Y = Y.reshape(-1,1)).

...