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lcy-seso committed Jun 28, 2017
1 parent ddaba7f commit 3a17d6f
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Showing 3 changed files with 143 additions and 145 deletions.
139 changes: 69 additions & 70 deletions nmt_without_attention/README.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -59,7 +59,7 @@ src_word_id = paddle.layer.data(
src_embedding = paddle.layer.embedding(
input=src_word_id, size=word_vector_dim)

# # bidierctional GRU as encoder
# bidirectional GRU as encoder
encoded_vector = paddle.networks.bidirectional_gru(
input=src_embedding,
size=encoder_size,
Expand All @@ -85,7 +85,7 @@ encoded_vector = paddle.networks.bidirectional_gru(


### 无注意力机制的解码器
-PaddleBook中[机器翻译](https://github.com/PaddlePaddle/book/blob/develop/08.machine_translation/README.cn.md)的相关章节中,已介绍了带注意力机制(Attention Mechanism)的 Encoder-Decoder 结构,本例则介绍的是不带注意力机制的 Encoder-Decoder 结构。关于注意力机制,读者可进一步参考 PaddleBook 和参考文献\[[3](#参考文献)]
- PaddleBook中[机器翻译](https://github.com/PaddlePaddle/book/blob/develop/08.machine_translation/README.cn.md)的相关章节中,已介绍了带注意力机制(Attention Mechanism)的 Encoder-Decoder 结构,本例介绍的则是不带注意力机制的 Encoder-Decoder 结构。关于注意力机制,读者可进一步参考 PaddleBook 和参考文献\[[3](#参考文献)]

对于流行的RNN单元,PaddlePaddle 已有很好的实现均可直接调用。如果希望在 RNN 每一个时间步实现某些自定义操作,可使用 PaddlePaddle 中的`recurrent_layer_group`。首先,自定义单步逻辑函数,再利用函数 `recurrent_group()` 循环调用单步逻辑函数处理整个序列。本例中的无注意力机制的解码器便是使用`recurrent_layer_group`来实现,其中,单步逻辑函数`gru_decoder_without_attention()`相关代码如下:

Expand Down Expand Up @@ -186,15 +186,14 @@ else:

## 模型的训练与测试

在定义好网络结构后,就可以进行模型训练与测试了。根据用户运行时传递的参数是`--train` 还是 `--generate`,Python 脚本的 `main()` 函数分别调用函数`train()``generate()`来完成模型的训练与测试。

### 模型训练
模型训练阶段,函数 `train()` 依次完成了如下的逻辑:

启动模型训练的十分简单,只需在命令行窗口中执行。模型训练阶段,`train.py` 脚本中的 `train()` 函数依次完成了如下的逻辑:

**a) 由网络定义,解析网络结构,初始化模型参数**

```python
# initialize model
# define the network topolgy.
cost = seq2seq_net(source_dict_dim, target_dict_dim)
parameters = paddle.parameters.create(cost)
```
Expand Down Expand Up @@ -240,17 +239,11 @@ def event_handler(event):
**d) 开始训练**

```python
# start to train
# start training
trainer.train(
reader=wmt14_reader, event_handler=event_handler, num_passes=2)
```

启动模型训练的十分简单,只需在命令行窗口中执行

```bash
python train.py
```

输出样例为

```text
Expand All @@ -265,60 +258,66 @@ Pass 0, Batch 30, Cost 153.633665, {'classification_error_evaluator': 0.86438035
Pass 0, Batch 40, Cost 168.170543, {'classification_error_evaluator': 0.8348183631896973}
```


### 模型测试
模型测试阶段,函数`generate()`执行了依次如下逻辑:

**a) 加载测试样本**

```python
# load data samples for generation
gen_creator = paddle.dataset.wmt14.gen(source_dict_dim)
gen_data = []
for item in gen_creator():
gen_data.append((item[0], ))
```

**b) 初始化模型,执行`infer()`为每个输入样本生成`beam search`的翻译结果**

```python
beam_gen = seq2seq_net(source_dict_dim, target_dict_dim, True)
with gzip.open(init_models_path) as f:
parameters = paddle.parameters.Parameters.from_tar(f)
# prob is the prediction probabilities, and id is the prediction word.
beam_result = paddle.infer(
output_layer=beam_gen,
parameters=parameters,
input=gen_data,
field=['prob', 'id'])
```

**c) 加载源语言和目标语言词典,将`id`序列表示的句子转化成原语言并输出结果**

```python
beam_result = inferer.infer(input=test_batch, field=["prob", "id"])

gen_sen_idx = np.where(beam_result[1] == -1)[0]
assert len(gen_sen_idx) == len(test_batch) * beam_size

start_pos, end_pos = 1, 0
for i, sample in enumerate(test_batch):
print(" ".join([
src_dict[w] for w in sample[0][1:-1]
])) # skip the start and ending mark when print the source sentence
for j in xrange(beam_size):
end_pos = gen_sen_idx[i * beam_size + j]
print("%.4f\t%s" % (beam_result[0][i][j], " ".join(
trg_dict[w] for w in beam_result[1][start_pos:end_pos])))
start_pos = end_pos + 2
print("\n")
```

模型测试的执行与模型训练类似,只需执行

```bash
python generate.py
```
### 生成翻译结果
利用训练好的模型生成翻译文本也十分简单。

1. 首先请修改`generate.py`脚本中`main`中传递给`generate`函数的参数以指定使用哪一个保存的模型来生成,默认参数如下所示:

```python
generate(
source_dict_dim=30000,
target_dict_dim=30000,
batch_size=20,
beam_size=3,
model_path="models/nmt_without_att_params_batch_00100.tar.gz")
```

2. 在终端执行命令 `python generate.py`,脚本中的`generate()`执行了依次如下逻辑:

**a) 加载测试样本**

```python
# load data samples for generation
gen_creator = paddle.dataset.wmt14.gen(source_dict_dim)
gen_data = []
for item in gen_creator():
gen_data.append((item[0], ))
```

**b) 初始化模型,执行`infer()`为每个输入样本生成`beam search`的翻译结果**

```python
beam_gen = seq2seq_net(source_dict_dim, target_dict_dim, True)
with gzip.open(init_models_path) as f:
parameters = paddle.parameters.Parameters.from_tar(f)
# prob is the prediction probabilities, and id is the prediction word.
beam_result = paddle.infer(
output_layer=beam_gen,
parameters=parameters,
input=gen_data,
field=['prob', 'id'])
```

**c) 加载源语言和目标语言词典,将`id`序列表示的句子转化成原语言并输出结果**

```python
beam_result = inferer.infer(input=test_batch, field=["prob", "id"])

gen_sen_idx = np.where(beam_result[1] == -1)[0]
assert len(gen_sen_idx) == len(test_batch) * beam_size

start_pos, end_pos = 1, 0
for i, sample in enumerate(test_batch):
print(" ".join([
src_dict[w] for w in sample[0][1:-1]
])) # skip the start and ending mark when print the source sentence
for j in xrange(beam_size):
end_pos = gen_sen_idx[i * beam_size + j]
print("%.4f\t%s" % (beam_result[0][i][j], " ".join(
trg_dict[w] for w in beam_result[1][start_pos:end_pos])))
start_pos = end_pos + 2
print("\n")
```

设置beam search的宽度为3,输入为一个法文句子,则自动为测试数据生成对应的翻译结果,输出格式如下:

Expand All @@ -330,9 +329,9 @@ Elles connaissent leur entreprise mieux que personne .

```
- 第一行为输入的源语言句子。
- 第二 ~ `beam_size + 1` 行是柱搜索生成的 `beam_size` 条翻译结果
- 一行之内以“\t”分隔为两列,第一列是句子的log 概率,第二列是翻译结果的文本。
- `<s>` 表示句子的开始,`<e>`表示一个句子的结束,如果出现了在词典中未包含的词,则用`<unk>`替代。
- 第二 ~ beam_size + 1 行是柱搜索生成的 `beam_size` 条翻译结果
- 相同行的输出以“\t”分隔为两列,第一列是句子的log 概率,第二列是翻译结果的文本。
- 符号`<s>` 表示句子的开始,符号`<e>`表示一个句子的结束,如果出现了在词典中未包含的词,则用`<unk>`替代。

至此,我们在 PaddlePaddle 上实现了一个初步的机器翻译模型。我们可以看到,PaddlePaddle 提供了灵活丰富的API供大家选择和使用,使得我们能够很方便完成各种复杂网络的配置。机器翻译本身也是个快速发展的领域,各种新方法新思想在不断涌现。在学习完本例后,读者若有兴趣和余力,可基于 PaddlePaddle 平台实现更为复杂、性能更优的机器翻译模型。

Expand Down
10 changes: 5 additions & 5 deletions nmt_without_attention/generate.py
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -31,7 +31,7 @@ def infer_a_batch(inferer, test_batch, beam_size, src_dict, trg_dict):
def generate(source_dict_dim, target_dict_dim, model_path, beam_size,
batch_size):
"""
sequence generation for NMT
Sequence generation for NMT.
:param source_dict_dim: size of source dictionary
:type source_dict_dim: int
Expand Down Expand Up @@ -78,8 +78,8 @@ def generate(source_dict_dim, target_dict_dim, model_path, beam_size,

if __name__ == "__main__":
generate(
source_dict_dim=3000,
target_dict_dim=3000,
source_dict_dim=30000,
target_dict_dim=30000,
batch_size=20,
beam_size=5,
model_path="models/nmt_without_att_params_batch_00347.tar.gz")
beam_size=3,
model_path="models/nmt_without_att_params_batch_00100.tar.gz")
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