Javascript類型推斷(4) - 隱藏層的更新

Javascript類型推斷(4) - 隱藏層的更新

熟悉了整個流程之後,我們可以關注更多的細節。

前面講訓練過程時,沒有講enhance_data的細節。這一部分的主要功能是更新隱藏層。它的調用點在:

def train():
    train_reader = create_reader(files['train']['file'], is_training=True)
    step = 0
    pp = C.logging.ProgressPrinter(freq=10, tag='Training')
    for epoch in range(num_epochs):
        trainer = create_trainer()
        epoch_end = (epoch+1) * epoch_size
        print('epoch_end=%d' % epoch_end)
        while step < epoch_end:
            data = train_reader.next_minibatch(minibatch_size, input_map={
                x: train_reader.streams.source,
                y: train_reader.streams.slot_labels
            })

            # Enhance data
            enhance_data(data, enc)
            # Train model
            trainer.train_minibatch(data)
            pp.update_with_trainer(trainer, with_metric=True)
            step += data[y].num_samples

在講解enhance_data之前,我們先講解一下train.txt生成的ctf的結構,以便大家瞭解在訓練中用到的數據的真正含義。

ctf文件分析

前面我們專注於主線,現在我們重溫一下txt2ctf的結果。

ctf是CNTK Text Format的縮寫,是CNTK處理文本的格式。
ctf格式是這樣子的:

0    |S0 15:1    |S1 0:1
0    |S0 3:1    |S1 0:1
0    |S0 25:1    |S1 1:1
0    |S0 2:1    |S1 0:1
0    |S0 0:1    |S1 0:1
0    |S0 1:1    |S1 0:1
0    |S0 3:1    |S1 0:1
0    |S0 16:1    |S1 4:1
0    |S0 2:1    |S1 0:1
0    |S0 17:1    |S1 0:1
0    |S0 1:1    |S1 0:1
0    |S0 18:1    |S1 6:1
0    |S0 6:1    |S1 0:1
0    |S0 19:1    |S1 3:1
0    |S0 4:1    |S1 0:1
0    |S0 16:1    |S1 4:1
0    |S0 5:1    |S1 0:1
0    |S0 1:1    |S1 0:1
0    |S0 20:1    |S1 0:1

我們先來看第一行:

0    |S0 15:1    |S1 0:1

行首的0是第1個文件,1就是第2個文件。我們只有2個文件,所以取值先爲0,後面的是1。
S0是source_wl,15是第16行。
我們看下source_wl的內容:

0
;
=
let
(
)
.
{
}
Test
value
v
this
new
,
<s>
s
"s"
console
log
</s>
class
print
TestNumber
mul
a
public
:
number
constructor
extends
return
*
false
[
_UNKNOWN_

查表可知,對應的是。

而“|S1 0:1”,就是target_wl的第1行,這是個O。

我們再以第2行爲例:

0    |S0 3:1    |S1 0:1

左邊S0 3:1查source_wl對應的是let。
右邊的S1 0:1,在target_wl中對應的是O。
let是個關鍵字,沒有類型信息。

數據的讀取

reader

有了上面的格式的基本知識,我們再看reader的代碼就清晰了:

def create_reader(path, is_training):
    return C.io.MinibatchSource(C.io.CTFDeserializer(path, C.io.StreamDefs(
            source        = C.io.StreamDef(field='S0', shape=vocab_size, is_sparse=True), 
            slot_labels    = C.io.StreamDef(field='S1', shape=num_labels, is_sparse=True)
    )), randomize=is_training, max_sweeps = C.io.INFINITELY_REPEAT if is_training else 1)

source讀的是S0,就是token信息。slot_labels讀的是S1,就是類型信息。
shape形狀分別是源字典和類型字典的大小:

vocab_size = len(source_dict)
num_labels = len(target_dict)

source_dict和target_dict讀取文件的過程在:

files = {
    'train': { 'file': 'data/train.ctf', 'location': 0 },
    'valid': { 'file': 'data/valid.ctf', 'location': 0 },
    'test': { 'file': 'data/test.ctf', 'location': 0 },
    'source': { 'file': 'data/source_wl', 'location': 1 },
    'target': { 'file': 'data/target_wl', 'location': 1 }
}

source_wl = [line.rstrip('\n') for line in open(files['source']['file'])]
target_wl = [line.rstrip('\n') for line in open(files['target']['file'])]
source_dict = {source_wl[i]:i for i in range(len(source_wl))}
target_dict = {target_wl[i]:i for i in range(len(target_wl))}

inputs

到了inputs的時候,就已經沒有S0, S1和0,1這樣的標籤了,而是變成數組:

    inputs = C.ops.argmax(x).eval({x: data[x]})

下面這兩重循環,i循環對應到第一個ts工程,j循環是對應到每一個token:

    for i in range(len(inputs)):
        ts = []
        table = {}
        counts = {}
        for j in range(len(inputs[i])):

還以兩個ts工程爲例,inputs第一級是兩個元素的數組,對應了ctf中第一列的0和1:

inputs[0]= [15.  3. 25.  2.  0.  1.  3. 16.  2. 17.  1.  3.  0.  2. 25. 35.  0.  1.
  3.  0.  2.  0. 35.  0.  1.  3.  0.  2.  0. 32.  0.  1. 18.  6. 19.  4.
 16.  5.  1. 20.]
inputs[1]= [15. 21.  9.  7. 26. 10. 27. 28.  1. 29.  4. 11.  5.  7. 12.  6. 10.  2.
 11.  1.  8. 22.  4.  5.  7. 18.  6. 19.  4. 12.  6. 10.  5.  1.  8. 35.
  4.  0.  5.  7. 31. 12.  6. 10. 35.  0.  1.  8.  8.  3. 35.  2. 13.  9.
  4.  0.  5.  1. 35.  6. 22.  4.  5.  1. 21. 35. 30.  9.  7. 35.  4.  0.
  5.  7. 31. 12.  6. 10. 35.  0.  1.  8.  8.  3.  0.  2. 13. 35.  4.  0.
  5.  1.  0.  6. 22.  4.  5.  1. 35. 35.  4.  0. 14.  0.  5.  7. 31.  0.
 35.  0.  1.  8. 35. 35.  7. 35. 27. 35.  1. 35. 27. 28.  1.  8. 35. 35.
  4. 35.  5.  7. 18.  6. 19.  4. 35.  6. 35.  5.  1. 18.  6. 19.  4. 35.
  6. 35.  5.  1.  8.  3.  0.  2. 33.  1.  3.  0.  2.  0.  1.  3.  0.  2.
 17.  1.  3.  0.  2. 34.  0. 14.  0. 14.  0. 14.  0. 35.  1. 20.]

比如inputs0是15,inputs0是3, inputs0是25,對應ctf中的值如下:

0    |S0 15:1    |S1 0:1
0    |S0 3:1    |S1 0:1
0    |S0 25:1    |S1 1:1

同樣inputs[1]的前幾位15. 21. 9. 7. 26.對應train.ctf中的

1    |S0 15:1    |S1 0:1
1    |S0 21:1    |S1 0:1
1    |S0 9:1    |S1 2:1
1    |S0 7:1    |S1 0:1
1    |S0 26:1    |S1 0:1

enhance_data - 更新隱藏層

下面我們就把上面的信息串聯一下,看下enhance_data的實現:

def enhance_data(data, enc):
    guesses = enc.eval({x: data[x]})
    inputs = C.ops.argmax(x).eval({x: data[x]})
    tables = []
    for i in range(len(inputs)):
        ts = []
        table = {}
        counts = {}
        # 第一次遍歷token
        for j in range(len(inputs[i])):
            inp = int(inputs[i][j])
            if inp not in table:
                table[inp] = guesses[i][j]
                counts[inp] = 1
            else:
                table[inp] += guesses[i][j]
                counts[inp] += 1
        for inp in table:
            table[inp] /= counts[inp]

爲每一個token保存之前計算的guesses值。
然後將這些值彙總一下:

        # 第二次遍歷token,生成每個ts文件的guess表
        for j in range(len(inputs[i])):
            inp = int(inputs[i][j])
            ts.append(table[inp])
        # 彙總成每個工程的總guess表
        tables.append(np.array(np.float32(ts)))

最後,我們更新下隱藏層的數據:

    s = C.io.MinibatchSourceFromData(dict(t=(tables, C.layers.typing.Sequence[C.layers.typing.tensor])))
    mems = s.next_minibatch(minibatch_size)
    print('mems=',mems)
    data[t] = mems[s.streams['t']]

其中,data[t]中的t,定義於:

t = C.sequence.input_variable(hidden_dim, name="t")

一些經驗和技巧

修改epoch_size

我們運行lexer.py之後,會輸出統計參數,例:

Train projects: 580
Validation projects: 72
Test projects: 73
Train files: 51431
Validation files: 4704
Test files: 3916
Producing vocabularies
Size of source vocab: 42631
Size of target vocab: 12386
Writing train/valid/test files
Overall tokens: 19286557 train, 1663181 valid and 1806291 test

我們可以據此修改infer.py中的參數:

epoch_size = 19286557

如果遇到node OOM問題怎麼辦?

適當增加一下max-old-space-size的大小,單位爲M。
例:

node --max-old-space-size=16384 GetTypes.js
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