自然语言文本分类模型代码

以下是一个基于PyTorch的文本分类模型的示例代码,用于将给定的文本分为多个预定义类别:

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F

class TextClassifier(nn.Module):
    def __init__(self, vocab_size, embedding_dim, hidden_dim, output_dim, num_layers, bidirectional, dropout):
        super().__init__()
        
        self.embedding = nn.Embedding(vocab_size, embedding_dim)
        self.rnn = nn.LSTM(embedding_dim, hidden_dim, num_layers=num_layers, bidirectional=bidirectional, dropout=dropout)
        self.fc = nn.Linear(hidden_dim * 2 if bidirectional else hidden_dim, output_dim)
        self.dropout = nn.Dropout(dropout)
        
    def forward(self, text, text_lengths):
        embedded = self.dropout(self.embedding(text))
        packed_embedded = nn.utils.rnn.pack_padded_sequence(embedded, text_lengths.to('cpu'), enforce_sorted=False)
        packed_output, (hidden, cell) = self.rnn(packed_embedded)
        output, output_lengths = nn.utils.rnn.pad_packed_sequence(packed_output)
        hidden = self.dropout(torch.cat((hidden[-2,:,:], hidden[-1,:,:]), dim=1) if self.rnn.bidirectional else hidden[-1,:,:])
        return self.fc(hidden.squeeze(0))

该模型将输入的文本作为整数序列传递给嵌入层,然后通过多层LSTM层进行处理,最终输出每个类别的预测概率。

在训练模型之前,需要将文本序列转换为整数标记,通常使用分词器/标记器完成此任务。另外还需要定义优化器和损失函数来训练模型。

以下是一个完整的训练脚本的示例:

python 复制代码
import torch.optim as optim
from torchtext.datasets import AG_NEWS
from torchtext.data.utils import get_tokenizer
from torchtext.vocab import build_vocab_from_iterator
from torch.utils.data import DataLoader
from torchtext.data.utils import ngrams_iterator
from torchtext.data.utils import get_tokenizer
from torch.utils.data.dataset import random_split
from collections import Counter

# 获取数据集和分词器
train_iter = AG_NEWS(split='train')
tokenizer = get_tokenizer('basic_english')

# 构建词汇表
counter = Counter()
for (label, line) in train_iter:
    counter.update(tokenizer(line))
vocab = build_vocab_from_iterator([counter])
vocab.set_default_index(vocab['<unk>'])

# 定义标记化函数和文本处理函数
def yield_tokens(data_iter):
    for _, text in data_iter:
        yield tokenizer(text)
        
def text_transform(tokenizer, vocab, data):
    """将文本数据转换为张量数据"""
    data = [vocab[token] for token in tokenizer(data)]
    return torch.tensor(data)
    
# 定义批次生成器
def collate_batch(batch):
    label_list, text_list, offsets = [], [], [0]
    for (_label, _text) in batch:
        label_list.append(_label-1)
        processed_text = torch.cat([text_transform(tokenizer, vocab, _text), torch.tensor([vocab['<eos>']])])
        text_list.append(processed_text)
        offsets.append(processed_text.size(0))
    label_list = torch.tensor(label_list)
    offsets = torch.tensor(offsets[:-1]).cumsum(dim=0)
    text_list = torch.cat(text_list)
    return label_list, text_list, offsets

# 构建数据集和数据加载器
train_iter, test_iter = AG_NEWS()
train_iter = list(train_iter)
test_iter = list(test_iter)
train_dataset = list(map(lambda x: (x[0], x[1]), train_iter))
test_dataset = list(map(lambda x: (x[0], x[1]), test_iter))
train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=64, shuffle=True, collate_fn=collate_batch)
test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=64, shuffle=True, collate_fn=collate_batch)

# 创建模型和优化器
model = TextClassifier(len(vocab), 64, 128, 4, 2, True, 0.5)
optimizer = optim.Adam(model.parameters())

# 定义损失函数和训练函数
criterion = nn.CrossEntropyLoss()

def train(model, iterator, optimizer, criterion):
    epoch_loss = 0
    model.train()
    for (label, text, offsets) in iterator:
        optimizer.zero_grad()
        predictions = model(text, offsets)
        loss = criterion(predictions, label)
        loss.backward()
        optimizer.step()
        epoch_loss += loss.item()
    return epoch_loss / len(iterator)

# 训练模型
N_EPOCHS = 10
for epoch in range(N_EPOCHS):
    train_loss = train(model, train_loader, optimizer, criterion)
    print(f'Epoch: {epoch+1:02} | Train Loss: {train_loss:.3f}')

在训练过程结束后,可以使用该模型对新的文本进行分类。具体方法是将文本转换为整数标记序列,然后使用模型进行预测:

python 复制代码
# 对新文本进行分类
def predict(model, sentence):
    model.eval()
    tokenized = torch.tensor([vocab[token] for token in tokenizer(sentence)])
    length = torch.tensor([len(tokenized)])
    prediction = model(tokenized, length)
    return F.softmax(prediction, dim=1).detach().numpy()[0]

# 进行预测
test_sentence = "World markets are reacting to the news that the UK is set to leave the European Union."
pred_probs = predict(model, test_sentence)
print(pred_probs)

以上代码示例中使用了AG_NEWS数据集作为示例训练数据,可通过以下方式加载数据集:

python 复制代码
from torchtext.datasets import AG_NEWS
train_iter = AG_NEWS(split='train')
test_iter = AG_NEWS(split='test')

该数据集包含四个类别的新闻数据,每个类别各有120,000个训练示例和7,600个测试示例。完整的训练脚本和数据集可以在PyTorch官方文档中找到。

相关推荐
程序员脚趾2 小时前
GPT-5.6 上线:当 GPT 与 Codex 走向融合,AI 正从“回答问题”走向“完成工作”
人工智能
thubier(段新建)2 小时前
owtb 3pl 面向城市配送物流企业需求V0.2
大数据·人工智能
Token炼金师3 小时前
模型的防线:Prompt 注入防御、越狱攻击与对齐、红队测试、价值观对齐、对抗样本鲁棒性、安全评测与边界 —— 模型安全六防
人工智能·红队测试·prompt 注入防御·越狱攻击与对齐·价值观对齐·对抗样本鲁棒性·安全评测与边界
嘘神秘用3 小时前
布:AI 驱动的 Redis 客户端,更快、更直观
数据库·人工智能·redis
黒亱中旳3 小时前
Java AI 框架三国杀:Solon AI vs Spring AI vs LangChain4j 深度对比
java·人工智能·spring
小和尚同志3 小时前
前端 AI 单元测试思考与落地
前端·人工智能·aigc
alxraves4 小时前
医用超声远程会诊系统:会诊平台的核心架构与功能解析
java·人工智能·架构
jinggongszh4 小时前
智能硬件对接与系统落地:开发岗在制造现场的经验沉淀
大数据·人工智能
ZeekerLin4 小时前
AI 原生团队协作机制:角色、分工与工程文化变化
大数据·人工智能
城中南小4 小时前
零基础认识大语言模型(LLM)工作原理(5.Transformer的FFN模块到底是什么?)
人工智能·语言模型·transformer