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上级 63125610
......@@ -52,7 +52,7 @@ GRU\[[2](#参考文献)\]是Cho等人在LSTM上提出的简化版本,也是RNN
- 重置门(reset gate):如果重置门关闭,会忽略掉历史信息,即历史不相干的信息不会影响未来的输出。
- 更新门(update gate):将LSTM的输入门和遗忘门合并,用于控制历史信息对当前时刻隐层输出的影响。如果更新门接近1,会把历史信息传递下去。
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<img src="image/gru.png" width=700><br/>
<img src = "https://github.com/PaddlePaddle/book/blob/develop/08.machine_translation/image/gru.png?raw=true" width="700"><br/>
图2. GRU(门控循环单元)
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......@@ -84,11 +84,11 @@ GRU\[[2](#参考文献)\]是Cho等人在LSTM上提出的简化版本,也是RNN
编码阶段分为三步:
1. one-hot vector表示:将源语言句子$x=\left \{ x_1,x_2,...,x_T \right \}$的每个词$x_i$表示成一个列向量$w_i\epsilon \left \{ 0,1 \right \}^{\left | V \right |},i=1,2,...,T$。这个向量$w_i$的维度与词汇表大小$\left | V \right |$ 相同,并且只有一个维度上有值1(该位置对应该词在词汇表中的位置),其余全是0。
1. one-hot vector表示:将源语言句子$x = \left(x_1,x_2,...,x_T\right)$的每个词$x_i$表示成一个列向量$w_i$。这个向量$w_i$的维度与词汇表大小$\left | V \right |$ 相同,并且只有一个维度上有值1(该位置对应该词在词汇表中的位置),其余全是0。
2. 映射到低维语义空间的词向量:one-hot vector表示存在两个问题,1)生成的向量维度往往很大,容易造成维数灾难;2)难以刻画词与词之间的关系(如语义相似性,也就是无法很好地表达语义)。因此,需再one-hot vector映射到低维的语义空间,由一个固定维度的稠密向量(称为词向量)表示。记映射矩阵为$C\epsilon R^{K\times \left | V \right |}$,用$s_i=Cw_i$表示第$i$个词的词向量,$K$为向量维度。
3. 用RNN编码源语言词序列:这一过程的计算公式为$h_i=\varnothing _\theta \left ( h_{i-1}, s_i \right )$,其中$h_0$是一个全零的向量,$\varnothing _\theta$是一个非线性激活函数,最后得到的$\mathbf{h}=\left \{ h_1,..., h_T \right \}$就是RNN依次读入源语言$T$个词的状态编码序列。整句话的向量表示可以采用$\mathbf{h}$在最后一个时间步$T$的状态编码,或使用时间维上的池化(pooling)结果。
3. 用RNN编码源语言词序列:这一过程的计算公式为$h_i=\phi_{\theta} \left ( h_{i-1}, s_i \right )$,其中$h_0$是一个全零的向量,$\phi _{\theta}$是一个非线性激活函数,最后得到的$\mathbf{h}=\left(h_1,..., h_T \right)$就是RNN依次读入源语言$T$个词的状态编码序列。整句话的向量表示可以采用$\mathbf{h}$在最后一个时间步$T$的状态编码,或使用时间维上的池化(pooling)结果。
第3步也可以使用双向循环神经网络实现更复杂的句编码表示,具体可以用双向GRU实现。前向GRU按照词序列$(x_1,x_2,...,x_T)$的顺序依次编码源语言端词,并得到一系列隐层状态$(\overrightarrow{h_1},\overrightarrow{h_2},...,\overrightarrow{h_T})$。类似的,后向GRU按照$(x_T,x_{T-1},...,x_1)$的顺序依次编码源语言端词,得到$(\overleftarrow{h_1},\overleftarrow{h_2},...,\overleftarrow{h_T})$。最后对于词$x_i$,通过拼接两个GRU的结果得到它的隐层状态,即$h_i=\left [ \overrightarrow{h_i^T},\overleftarrow{h_i^T} \right ]^{T}$。
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......@@ -107,7 +107,7 @@ GRU\[[2](#参考文献)\]是Cho等人在LSTM上提出的简化版本,也是RNN
其中$\phi _{\theta '}$是一个非线性激活函数;$c$是源语言句子的上下文向量,在不使用注意力机制时,如果[编码器](#编码器)的输出是源语言句子编码后的最后一个元素,则可以定义$c=h_T$;$u_i$是目标语言序列的第$i$个单词,$u_0$是目标语言序列的开始标记`<s>`,表示解码开始;$z_i$是$i$时刻解码RNN的隐层状态,$z_0$是一个全零的向量。
1. 将$z_{i+1}$通过`softmax`归一化,得到目标语言序列的第$i+1$个单词的概率分布$p_{i+1}$。概率分布公式如下:
2. 将$z_{i+1}$通过`softmax`归一化,得到目标语言序列的第$i+1$个单词的概率分布$p_{i+1}$。概率分布公式如下:
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<img src="https://github.com/PaddlePaddle/book/blob/develop/08.machine_translation/image/probability_formula.png?raw=true" width="400"><br/>
......@@ -115,9 +115,9 @@ GRU\[[2](#参考文献)\]是Cho等人在LSTM上提出的简化版本,也是RNN
其中$W_sz_{i+1}+b_z$是对每个可能的输出单词进行打分,再用softmax归一化就可以得到第$i+1$个词的概率$p_{i+1}$。
1. 根据$p_{i+1}$和$u_{i+1}$计算代价。
3. 根据$p_{i+1}$和$u_{i+1}$计算代价。
2. 重复步骤1~3,直到目标语言序列中的所有词处理完毕。
4. 重复步骤1~3,直到目标语言序列中的所有词处理完毕。
机器翻译任务的生成过程,通俗来讲就是根据预先训练的模型来翻译源语言句子。生成过程中的解码阶段和上述训练过程的有所差异,具体介绍请见[柱搜索算法](#柱搜索算法)
......@@ -146,7 +146,7 @@ GRU\[[2](#参考文献)\]是Cho等人在LSTM上提出的简化版本,也是RNN
其中,$align$可以看作是一个对齐模型,用来衡量目标语言中第$i$个词和源语言中第$j$个词的匹配程度。具体而言,这个程度是通过解码RNN的第$i$个隐层状态$z_i$和源语言句子的第$j$个上下文片段$h_j$计算得到的。传统的对齐模型中,目标语言的每个词明确对应源语言的一个或多个词(hard alignment);而在注意力模型中采用的是soft alignment,即任何两个目标语言和源语言词间均存在一定的关联,且这个关联强度是由模型计算得到的实数,因此可以融入整个NMT框架,并通过反向传播算法进行训练。
<p align="center">
<img src="image/decoder_attention.png" width=500><br/>
<img src = "https://github.com/PaddlePaddle/book/blob/develop/08.machine_translation/image/decoder_attention.png?raw=true" width="500"><br/>
图6. 基于注意力机制的解码器
</p>
......@@ -213,7 +213,7 @@ max_length = 256 # 解码生成句子的最大长度
beam_size = 4 # beam search的柱宽度
batch_size = 64 # batch 中的样本数
model_save_dir = "machine_translation.inference.model"
model_file = "machine_translation"
```
接着定义所需要的数据输入:
......@@ -538,7 +538,7 @@ for pass_id in six.moves.xrange(EPOCH_NUM):
(pass_id, batch_id, loss_val))
batch_id += 1
# 保存模型
fluid.io.save_params(exe, model_save_dir, main_program=train_prog)
fluid.save(train_prog, model_file)
```
## 应用模型
......@@ -572,7 +572,7 @@ loader.set_batch_generator(inputs_generator(batch_size,
# 定义执行器,加载参数并绑定Program
exe = fluid.Executor(places[0])
exe.run(startup_prog)
fluid.io.load_params(exe, model_save_dir, main_program=infer_prog)
fluid.load(infer_prog, model_file, exe)
prog = fluid.CompiledProgram(infer_prog).with_data_parallel()
```
......@@ -608,7 +608,7 @@ for data in loader():
```txt
Original sentence:
A man in an orange hat starring at something .
Translated score and sentence:
Translated sentence:
Ein Mann mit einem orangen Schutzhelm starrt auf etwas .
Ein Mann mit einem gelben Schutzhelm starrt auf etwas .
Ein Mann mit einem gelben Schutzhelm starrt etwas an .
......
......@@ -255,7 +255,7 @@ max_length = 256 # 解码生成句子的最大长度
beam_size = 4 # beam search的柱宽度
batch_size = 64 # batch 中的样本数
model_save_dir = "machine_translation.inference.model"
model_file = "machine_translation"
```
接着定义所需要的数据输入:
......@@ -580,7 +580,7 @@ for pass_id in six.moves.xrange(EPOCH_NUM):
(pass_id, batch_id, loss_val))
batch_id += 1
# 保存模型
fluid.io.save_params(exe, model_save_dir, main_program=train_prog)
fluid.save(train_prog, model_file)
```
## 应用模型
......@@ -614,7 +614,7 @@ loader.set_batch_generator(inputs_generator(batch_size,
# 定义执行器,加载参数并绑定Program
exe = fluid.Executor(places[0])
exe.run(startup_prog)
fluid.io.load_params(exe, model_save_dir, main_program=infer_prog)
fluid.load(infer_prog, model_file, exe)
prog = fluid.CompiledProgram(infer_prog).with_data_parallel()
```
......
......@@ -31,7 +31,7 @@ max_length = 256
beam_size = 4
batch_size = 64
model_save_dir = "machine_translation.inference.model"
model_file = "machine_translation"
class DecoderCell(layers.RNNCell):
......@@ -289,7 +289,7 @@ def train(use_cuda):
print('pass_id: %d, batch_id: %d, loss: %f' %
(pass_id, batch_id, loss_val))
batch_id += 1
fluid.io.save_params(exe, model_save_dir, main_program=train_prog)
fluid.save(train_prog, model_file)
def infer(use_cuda):
......@@ -312,7 +312,7 @@ def infer(use_cuda):
exe = fluid.Executor(places[0])
exe.run(startup_prog)
fluid.io.load_params(exe, model_save_dir, main_program=infer_prog)
fluid.load(infer_prog, model_file, exe)
prog = fluid.CompiledProgram(infer_prog).with_data_parallel()
for data in loader():
......
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