# 使用传统Recurrent Neural Networks完成中文文本分类任务

文本分类是NLP应用最广的任务之一，可以被应用到多个领域中，包括但不仅限于：情感分析、垃圾邮件识别、商品评价分类...

一般通过将文本表示成向量后接入分类器，完成文本分类。

如何用向量表征文本，使得向量携带语义信息，是我们关心的重点。

本项目开源了一系列模型用于进行文本建模，用户可通过参数配置灵活使用。效果上，我们基于开源情感倾向分类数据集ChnSentiCorp对多个模型进行评测。

情感倾向分析（Sentiment Classification）是一类常见的文本分类任务。其针对带有主观描述的中文文本，可自动判断该文本的情感极性类别并给出相应的置信度。情感类型分为积极、消极。情感倾向分析能够帮助企业理解用户消费习惯、分析热点话题和危机舆情监控，为企业提供有利的决策支持。可通过 [AI开放平台-情感倾向分析](http://ai.baidu.com/tech/nlp_apply/sentiment_classify) 线上体验。

## 模型简介



本项目通过调用[Seq2Vec](../../../paddlenlp/seq2vec/)中内置的模型进行序列建模，完成句子的向量表示。包含最简单的词袋模型和一系列经典的RNN类模型。

| 模型                                             | 模型介绍                                                     |
| ------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------ |
| BOW（Bag Of Words）                              | 非序列模型，将句子表示为其所包含词的向量的加和               |
| RNN (Recurrent Neural Network)                   | 序列模型，能够有效地处理序列信息                             |
| GRU（Gated Recurrent Unit）                      | 序列模型，能够较好地解决序列文本中长距离依赖的问题           |
| LSTM（Long Short Term Memory）                   | 序列模型，能够较好地解决序列文本中长距离依赖的问题           |
| Bi-LSTM（Bidirectional Long Short Term Memory）  | 序列模型，采用双向LSTM结构，更好地捕获句子中的语义特征       |
| Bi-GRU（Bidirectional Gated Recurrent Unit）     | 序列模型，采用双向GRU结构，更好地捕获句子中的语义特征        |
| Bi-RNN（Bidirectional Recurrent Neural Network） | 序列模型，采用双向RNN结构，更好地捕获句子中的语义特征        |
| Bi-LSTM Attention                                | 序列模型，在双向LSTM结构之上加入Attention机制，结合上下文更好地表征句子语义特征 |
| TextCNN                                          | 序列模型，使用多种卷积核大小，提取局部区域地特征             |


| 模型  | dev acc | test acc |
| ---- | ------- | -------- |
| BoW  |  0.8970 | 0.8908   |
| Bi-LSTM  | 0.9098  | 0.8983  |
| Bi-GRU  | 0.9014  | 0.8785  |
| Bi-RNN  | 0.8649  |  0.8504 |
| Bi-LSTM Attention |  0.8992 |  0.8856 |
| TextCNN  | 0.9102  | 0.9107 |

## 快速开始

### 安装说明

* PaddlePaddle 安装

   本项目依赖于 PaddlePaddle 2.0 及以上版本，请参考 [安装指南](http://www.paddlepaddle.org/#quick-start) 进行安装

* PaddleNLP 安装

   ```shell
   pip install paddlenlp
   ```

* 环境依赖

   本项目依赖于jieba分词，请在运行本项目之前，安装jieba，如`pip install -U jieba`

   Python的版本要求 3.6+，其它环境请参考 PaddlePaddle [安装说明](https://www.paddlepaddle.org.cn/install/quick/zh/2.0rc-linux-docker) 部分的内容

### 代码结构说明

以下是本项目主要代码结构及说明：

```text
rnn/
├── predict.py # 模型预测
├── utils.py # 数据处理工具
├── train.py # 训练模型主程序入口，包括训练、评估
└── README.md # 文档说明
```

### 数据准备

#### 使用PaddleNLP内置数据集

```python
from paddlenlp.datasets import ChnSentiCorp

train_ds, dev_ds, test_ds = ChnSentiCorp.get_datasets(['train', 'dev', 'test'])
```

### 模型训练

在模型训练之前，需要先下载词汇表文件word_dict.txt，用于构造词-id映射关系。

```shell
wget https://paddlenlp.bj.bcebos.com/data/senta_word_dict.txt
```

我们以中文情感分类公开数据集ChnSentiCorp为示例数据集，可以运行下面的命令，在训练集（train.tsv）上进行模型训练，并在开发集（dev.tsv）验证

CPU 启动：

```shell
python train.py --vocab_path='./senta_word_dict.txt' --use_gpu=False --network=bilstm --lr=5e-4 --batch_size=64 --epochs=5 --save_dir='./checkpoints'
```

GPU 启动：

```shell
# CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python train.py --vocab_path='./senta_word_dict.txt' --use_gpu=True --network=bilstm --lr=5e-4 --batch_size=64 --epochs=5 --save_dir='./checkpoints'
```

以上参数表示：

* `vocab_path`: 词汇表文件路径。
* `use_gpu`: 是否使用GPU进行训练， 默认为`False`。
* `network`: 模型网络名称，默认为`bilstm_attn`， 可更换为bilstm, bigru, birnn，bow，lstm，rnn，gru，bilstm_attn，textcnn等。
* `lr`: 学习率， 默认为5e-5。
* `batch_size`: 运行一个batch大小，默认为64。
* `epochs`: 训练轮次，默认为10。
* `save_dir`: 训练保存模型的文件路径。
* `init_from_ckpt`: 恢复模型训练的断点路径。


程序运行时将会自动进行训练，评估，测试。同时训练过程中会自动保存模型在指定的`save_dir`中。
如：
```text
checkpoints/
├── 0.pdopt
├── 0.pdparams
├── 1.pdopt
├── 1.pdparams
├── ...
└── final.pdparams
```

**NOTE:** 如需恢复模型训练，则init_from_ckpt只需指定到文件名即可，不需要添加文件尾缀。如`--init_from_ckpt=checkpoints/0`即可，程序会自动加载模型参数`checkpoints/0.pdparams`，也会自动加载优化器状态`checkpoints/0.pdopt`。

### 模型预测

启动预测：

CPU启动：

```shell
python predict.py --vocab_path='./senta_word_dict.txt' --use_gpu=False --network=bilstm --params_path=checkpoints/final.pdparams
```

GPU启动：

```shell
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python predict.py --vocab_path='./senta_word_dict.txt' --use_gpu=True --network=bilstm --params_path='./checkpoints/final.pdparams'
```

将待预测数据分词完毕后，如以下示例：

```text
这个宾馆比较陈旧了，特价的房间也很一般。总体来说一般
怀着十分激动的心情放映，可是看着看着发现，在放映完毕后，出现一集米老鼠的动画片
作为老的四星酒店，房间依然很整洁，相当不错。机场接机服务很好，可以在车上办理入住手续，节省时间。
```

处理成模型所需的`Tensor`，如可以直接调用`preprocess_prediction_data`函数既可处理完毕。之后传入`predict`函数即可输出预测结果。

如

```text
Data: 这个宾馆比较陈旧了，特价的房间也很一般。总体来说一般      Lable: negative
Data: 怀着十分激动的心情放映，可是看着看着发现，在放映完毕后，出现一集米老鼠的动画片      Lable: negative
Data: 作为老的四星酒店，房间依然很整洁，相当不错。机场接机服务很好，可以在车上办理入住手续，节省时间。      Lable: positive
```

## 线上体验教程

* [paddlenlp.seq2vec是什么? 瞧瞧它怎么完成情感分析教程](https://aistudio.baidu.com/aistudio/projectdetail/1294333)展示了使用序列模型LSTM完成情感分析任务。

* [使用PaddleNLP语义预训练模型ERNIE优化情感分析教程](https://aistudio.baidu.com/aistudio/projectdetail/1283423)展示了使用ERNIE优化情感分析任务。

* [基于Bi-GRU+CRF的快递单信息抽取](https://aistudio.baidu.com/aistudio/projectdetail/1317771)

* [使用PaddleNLP预训练模型ERNIE优化快递单信息抽取](https://aistudio.baidu.com/aistudio/projectdetail/1329361)