介绍
深度学习在自然语言处理领域有广泛应用,BERT作为最新的自然语言处理模型,在深度学习领域有着非常广泛的应用。TensorFlow2.8则是最新的TensorFlow版本,目前已经成为许多深度学习工程师的首选。
该攻略介绍使用TensorFlow2.8和BERT进行文本分类的过程。首先介绍BERT的基础知识,然后介绍如何在TensorFlow2.8中使用BERT进行文本分类,最后给出两个示例说明。
BERT介绍
BERT是全称Bidirectional Encoder Representations from Transformers,它是Google在2018年10月发布的一种新型预处理模型。它使用了Transformer的encoder来学习文本的上下文信息,并生成一个文本的向量表示,以此来进行文本分类、词性标注等自然语言处理任务。BERT模型具有如下几个特点:
使用BERT进行文本分类
在使用BERT进行文本分类前,需要安装相关的依赖,包括Tensorflow、BERT等。可以通过以下代码安装:
pip install tensorflow==2.8.0
pip install bert-for-tf2
pip install sentencepiece
可以从Hugging Face网站上下载BERT模型,具体步骤为:
使用gzip和tar命令解压缩文件,并将解压后的文件放在项目目录下。
准备数据
在使用BERT进行文本分类前,需要准备好参与文本分类的数据,包括训练集、验证集、测试集。在构建输入数据时,需要将每个文本转化为对应的向量表示,代码如下:
import bert
import pandas as pd
import numpy as np
# 加载BERT tokenizer
tokenizer = bert.bert_tokenization.FullTokenizer(vocab_file="./vocab.txt")
# 构建输入数据
def create_text(text):
return tokenizer.convert_tokens_to_ids(tokenizer.tokenize(text))
train_input = np.array([create_text(text) for text in train_text]) # 训练集
valid_input = np.array([create_text(text) for text in valid_text]) # 验证集
test_input = np.array([create_text(text) for text in test_text]) # 测试集
在使用BERT进行文本分类时,需要构建一个相应的模型。在TensorFlow2.8中,可以使用bert-for-tf2
库中的TFAutoModel
类来构建模型,代码如下:
from bert import TFAutoModel
# 构建BERT模型
def create_model():
bert_model = TFAutoModel.from_pretrained(bert_path)
input_word_ids = tf.keras.layers.Input(shape=(max_len,), dtype=tf.int32,
name="input_word_ids")
sequence_output = bert_model(input_word_ids)[0]
output = tf.keras.layers.Dense(y_train.shape[1], activation='softmax')(sequence_output[:, 0, :])
model = tf.keras.models.Model(inputs=input_word_ids, outputs=output)
return model
构建好模型之后,可以对模型进行训练,代码如下:
optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(lr=2e-5)
model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=optimizer, metrics=['accuracy'])
model.fit(train_input, y_train, validation_data=(valid_input, y_valid), batch_size=64, epochs=5)
在完成模型训练后,需要对模型进行评估。常见的评估指标包括准确率、精确率、召回率和F1-score等,代码如下:
y_pred = np.argmax(model.predict(test_input), axis=1)
test_acc = np.sum(y_pred == y_test.argmax(axis=1)) / len(y_test)
print("Test accuracy:", test_acc)
示例说明
下面给出两个示例,分别展示了使用TensorFlow2.8和BERT进行文本分类的过程。
示例一:情感分析
对于一段给定的英文文本,判断它的情感是积极的还是消极的。
import tensorflow as tf
import numpy as np
import pandas as pd
import bert
# 加载BERT tokenizer
tokenizer = bert.bert_tokenization.FullTokenizer(vocab_file="./vocab.txt")
# 准备数据
df = pd.read_csv('./data/sentiment_data.csv')
texts = df.text.values
labels = np.array([1 if score == 'positive' else 0 for score in df.score.values])
# 划分数据集
train_texts, train_labels = texts[:3000], labels[:3000]
valid_texts, valid_labels = texts[3000:4000], labels[3000:4000]
test_texts, test_labels = texts[4000:], labels[4000:]
# 构建输入数据
def create_text(text):
return tokenizer.convert_tokens_to_ids(tokenizer.tokenize(text))
train_input = np.array([create_text(text) for text in train_texts])
valid_input = np.array([create_text(text) for text in valid_texts])
test_input = np.array([create_text(text) for text in test_texts])
train_labels = tf.keras.utils.to_categorical(train_labels, num_classes=2)
valid_labels = tf.keras.utils.to_categorical(valid_labels, num_classes=2)
test_labels = tf.keras.utils.to_categorical(test_labels, num_classes=2)
# 构建BERT模型
def create_model():
bert_model = bert.TFAutoModel.from_pretrained(bert_path)
input_word_ids = tf.keras.layers.Input(shape=(max_len,), dtype=tf.int32, name="input_word_ids")
sequence_output = bert_model(input_word_ids)[0]
output = tf.keras.layers.Dense(2, activation='softmax')(sequence_output[:, 0, :])
model = tf.keras.models.Model(inputs=input_word_ids, outputs=output)
return model
# 训练模型
max_len = 128
bert_path = './uncased_L-4_H-256_A-4'
model = create_model()
optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(lr=2e-5)
model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=optimizer, metrics=['accuracy'])
model.fit(train_input, train_labels, validation_data=(valid_input, valid_labels), batch_size=64, epochs=5)
# 模型评估
y_pred = np.argmax(model.predict(test_input), axis=1)
test_acc = np.sum(y_pred == np.argmax(test_labels, axis=1)) / len(test_labels)
print("Test accuracy:", test_acc)
示例二:文本分类
对于一组英文新闻文本,判断它的类别是体育、金融、科技还是娱乐等。
import tensorflow as tf
import numpy as np
import pandas as pd
import bert
# 加载BERT tokenizer
tokenizer = bert.bert_tokenization.FullTokenizer(vocab_file="./vocab.txt")
# 准备数据
df = pd.read_csv('./data/news_data.csv')
texts = df.text.values
labels = np.array([0 if label == 'Business' else 1 if label == 'Entertainment' else 2 if label == 'Politics' else
3 if label == 'Sport' else 4 for label in df.category.values])
# 划分数据集
train_texts, train_labels = texts[:3000], labels[:3000]
valid_texts, valid_labels = texts[3000:4000], labels[3000:4000]
test_texts, test_labels = texts[4000:], labels[4000:]
# 构建输入数据
def create_text(text):
return tokenizer.convert_tokens_to_ids(tokenizer.tokenize(text))
train_input = np.array([create_text(text) for text in train_texts])
valid_input = np.array([create_text(text) for text in valid_texts])
test_input = np.array([create_text(text) for text in test_texts])
train_labels = tf.keras.utils.to_categorical(train_labels, num_classes=5)
valid_labels = tf.keras.utils.to_categorical(valid_labels, num_classes=5)
test_labels = tf.keras.utils.to_categorical(test_labels, num_classes=5)
# 构建BERT模型
def create_model():
bert_model = bert.TFAutoModel.from_pretrained(bert_path)
input_word_ids = tf.keras.layers.Input(shape=(max_len,), dtype=tf.int32, name="input_word_ids")
sequence_output = bert_model(input_word_ids)[0]
output = tf.keras.layers.Dense(5, activation='softmax')(sequence_output[:, 0, :])
model = tf.keras.models.Model(inputs=input_word_ids, outputs=output)
return model
# 训练模型
max_len = 128
bert_path = './uncased_L-4_H-256_A-4'
model = create_model()
optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(lr=2e-5)
model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=optimizer, metrics=['accuracy'])
model.fit(train_input, train_labels, validation_data=(valid_input, valid_labels), batch_size=64, epochs=5)
# 模型评估
y_pred = np.argmax(model.predict(test_input), axis=1)
test_acc = np.sum(y_pred == np.argmax(test_labels, axis=1)) / len(test_labels)
print("Test accuracy:", test_acc)
参考文献:
本文链接:http://task.lmcjl.com/news/16684.html