Как извлечь активацию из плотного слоя - PullRequest
1 голос
/ 09 мая 2020

Я пытаюсь реализовать код предварительной обработки для этой бумаги (код в этом репозитории ). Код предварительной обработки описан в документе здесь:

«Сверточная нейронная сеть (Kim, 2014) используется для извлечения текстовых функций из транскрипции высказываний. Мы используем единственный сверточный слой, за которым следует максимальное объединение и полностью связанный слой для получения представлений признаков для высказываний. Вход в эту сеть - это 300-мерные предварительно обученные векторы GloVe 840B (Pennington et al., 2014). Мы используем фильтры размера 3, 4 и 5 с 50 картами признаков Затем запутанные объекты объединяются в максимальный пул с размером окна 2, за которым следует активация ReLU (Nair and Hinton, 2010). Затем они объединяются и передаются на 100-мерный полностью связанный слой, активация которого формирует представление высказывания. Эта сеть обучается на уровне высказывания с помощью меток эмоций.

Авторы статьи заявляют, что код извлечения характеристик CNN можно найти в этом репозитории . Однако этот код предназначен для полной модели, которая выполняет классификацию последовательностей. Он делает все, что указано в приведенной выше цитате, за исключением выделенной жирным шрифтом части (и идет дальше, чтобы завершить классификацию). Я хочу, чтобы отредактировал код для сборки, который объединяется и подает на слой 100d, а затем извлекает активации. Данные для обучения находятся в репозитории (это набор данных IMDB).

На выходе должен быть тензор (100,) для каждой последовательности.

Вот код для модели CNN:

import tensorflow as tf
import numpy as np


class TextCNN(object):
    """
    A CNN for text classification.
    Uses an embedding layer, followed by a convolutional, max-pooling and softmax layer.
    """
    def __init__(
      self, sequence_length, num_classes, vocab_size,
      embedding_size, filter_sizes, num_filters, l2_reg_lambda=0.0):

        # Placeholders for input, output and dropout
        self.input_x = tf.placeholder(tf.int32, [None, sequence_length], name="input_x")
        self.input_y = tf.placeholder(tf.float32, [None, num_classes], name="input_y")
        self.dropout_keep_prob = tf.placeholder(tf.float32, name="dropout_keep_prob")

        # Keeping track of l2 regularization loss (optional)
        l2_loss = tf.constant(0.0)

        # Embedding layer
        with tf.device('/cpu:0'), tf.name_scope("embedding"):
            self.W = tf.Variable(
                tf.random_uniform([vocab_size, embedding_size], -1.0, 1.0),
                name="W")
            self.embedded_chars = tf.nn.embedding_lookup(self.W, self.input_x)
            self.embedded_chars_expanded = tf.expand_dims(self.embedded_chars, -1)

        # Create a convolution + maxpool layer for each filter size
        pooled_outputs = []
        for i, filter_size in enumerate(filter_sizes):
            with tf.name_scope("conv-maxpool-%s" % filter_size):
                # Convolution Layer
                filter_shape = [filter_size, embedding_size, 1, num_filters]
                W = tf.Variable(tf.truncated_normal(filter_shape, stddev=0.1), name="W")
                b = tf.Variable(tf.constant(0.1, shape=[num_filters]), name="b")
                conv = tf.nn.conv2d(
                    self.embedded_chars_expanded,
                    W,
                    strides=[1, 1, 1, 1],
                    padding="VALID",
                    name="conv")
                # Apply nonlinearity
                h = tf.nn.relu(tf.nn.bias_add(conv, b), name="relu")
                # Maxpooling over the outputs
                pooled = tf.nn.max_pool(
                    h,
                    ksize=[1, sequence_length - filter_size + 1, 1, 1],
                    strides=[1, 1, 1, 1],
                    padding='VALID',
                    name="pool")
                pooled_outputs.append(pooled)

        # Combine all the pooled features
        num_filters_total = num_filters * len(filter_sizes)
        self.h_pool = tf.concat(pooled_outputs, 3)
        self.h_pool_flat = tf.reshape(self.h_pool, [-1, num_filters_total])

        # Add dropout
        with tf.name_scope("dropout"):
            self.h_drop = tf.nn.dropout(self.h_pool_flat, self.dropout_keep_prob)

        # Final (unnormalized) scores and predictions
        with tf.name_scope("output"):
            W = tf.get_variable(
                "W",
                shape=[num_filters_total, num_classes],
                initializer=tf.contrib.layers.xavier_initializer())
            b = tf.Variable(tf.constant(0.1, shape=[num_classes]), name="b")
            l2_loss += tf.nn.l2_loss(W)
            l2_loss += tf.nn.l2_loss(b)
            self.scores = tf.nn.xw_plus_b(self.h_drop, W, b, name="scores")
            self.predictions = tf.argmax(self.scores, 1, name="predictions")

        # Calculate mean cross-entropy loss
        with tf.name_scope("loss"):
            losses = tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits=self.scores, labels=self.input_y)
            self.loss = tf.reduce_mean(losses) + l2_reg_lambda * l2_loss

        # Accuracy
        with tf.name_scope("accuracy"):
            correct_predictions = tf.equal(self.predictions, tf.argmax(self.input_y, 1))
            self.accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_predictions, "float"), name="accuracy")

Я хочу выполнить конкатенацию на уровне 100d, чтобы получить активации, я думаю вокруг строки 59 (прямо перед # Add Dropout раздел внизу, а затем закомментируйте остальное под ним). Как мне это сделать?

1 Ответ

0 голосов
/ 11 мая 2020

Сверточная нейронная сеть, которую вы пытаетесь реализовать, является отличной базой в области НЛП. Он был впервые представлен в этой статье (Kim, 2014).

Я нашел очень полезным код, о котором вы сообщаете, но он может быть более сложным, чем нам нужно. Я пытаюсь переписать сеть в простых керасах (пропускаю только регуляризации)

def TextCNN(sequence_length, num_classes, vocab_size, 
            embedding_size, filter_sizes, num_filters, 
            embedding_matrix):

    sequence_input = Input(shape=(sequence_length,), dtype='int32')

    embedding_layer = Embedding(vocab_size,
                                embedding_size,
                                weights=[embedding_matrix],
                                input_length=sequence_length,
                                trainable=False)

    embedded_sequences = embedding_layer(sequence_input)

    convs = []
    for fsz in filter_sizes:
        x = Conv1D(num_filters, fsz, activation='relu', padding='same')(embedded_sequences)
        x = MaxPooling1D(pool_size=2)(x)
        convs.append(x)

    x = Concatenate(axis=-1)(convs)
    x = Flatten()(x)
    x = Dropout(0.5)(x)
    output = Dense(num_classes, activation='softmax')(x)

    model = Model(sequence_input, output)
    model.compile(loss='categorical_crossentropy',
                  optimizer='adam',
                  metrics=['accuracy'])

    return model

Начальное встраивание устанавливается с весами, изученными в GLOVE. вы можете загрузить их или изучить новое представление встраивания с помощью других методов (Word2Ve c или FastText) и загрузить их. Подгонка вычисляется как всегда

Я подчеркиваю, что приведенное выше является исходным представлением сети. Если вы хотите вставить 100-плотный слой перед выводом, его можно просто изменить таким образом (здесь ссылка на код ):

def TextCNN(sequence_length, num_classes, vocab_size, 
            embedding_size, filter_sizes, num_filters, 
            embedding_matrix):

    sequence_input = Input(shape=(sequence_length,), dtype='int32')

    embedding_layer = Embedding(vocab_size,
                                embedding_size,
                                weights=[embedding_matrix],
                                input_length=sequence_length,
                                trainable=False)

    embedded_sequences = embedding_layer(sequence_input)

    convs = []
    for fsz in filter_sizes:
        x = Conv1D(num_filters, fsz, activation='relu', padding='same')(embedded_sequences)
        x = MaxPooling1D(pool_size=2)(x)
        convs.append(x)

    x = Concatenate(axis=-1)(convs)
    x = Flatten()(x)
    x = Dense(100, activation='relu', name='extractor')(x)
    x = Dropout(0.5)(x)
    output = Dense(num_classes, activation='softmax')(x)

    model = Model(sequence_input, output)
    model.compile(loss='categorical_crossentropy',
                  optimizer='adam',
                  metrics=['accuracy'])

    return model

model = TextCNN(sequence_length=50, num_classes=10, vocab_size=3333, 
        embedding_size=100, filter_sizes=[3,4,5], num_filters=50, 
        embedding_matrix)

model.fit(....)

Чтобы извлечь интересующие нас особенности нам нужен вывод нашего Dense100 (который мы назвали «экстрактором»). Я также предлагаю этот учебник для фильтрации и извлечения признаков.

extractor = Model(model.input, model.get_layer('extractor').output)
representation = extractor.predict(np.random.randint(0,200, (1000,50)))

representation будет массивом формы (n_sample, 100)

Добро пожаловать на сайт PullRequest, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...