【手摸手学ModelArts】Copy攻城狮信手”粘“来 AI 对对联
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2021-01-31 07:28
❝农历新年将至，听说华为云 AI 又将开启智能对对联迎接牛气冲天，让我们拭目以待！作为资深 Copy 攻城狮，想要自己实现一个对对联的模型，是不能可能完成的任务，因此我搜罗了不少前人的实践案例，今天想和大家分享的是 和鲸社区的 rua年糕 贡献的项目-AI 对联，基于 ModelArts 的 「我的笔记本」实现。
❞
环境准备
准备环境前，先唠叨几句：ModelArts 是面向开发者的一站式AI开发平台，ModelArts 在人工智能三要素中都有非常出色的表现，数据方面提供海量数据预处理及半自动化标注，算法方面除了开发者自己开发还=提供大量的预置算法和订阅算法可供选择，算力方面目前开发环境提供免费算力以及即点即用的「我的笔记本」。目前个人比较中意的功能就是「我的笔记本」，如果您体验过 MindSpore 教程的 「Run in ModelArts」,您会发现其实教程中链接的就是 ModelArts 的 「我的笔记本」模块，具体体验可阅读我的历史文章5分钟在线体验MindSpore的图层IR--MindIR。
相比常规的开发先要装一堆的环境和软件，基于 ModelArts 的 AI 开发似乎变得更简单，理论上有能上网的设备就够了，比如 pad，然后仅仅需要注册一个华为云账号并实名认证。当然，ModelArts准备工作并不仅仅是这些，比如如需用到 OBS 还需生成访问密钥并完成 ModelArts 全局配置。具体操作请参考ModelArts-Lab:https://gitee.com/ModelArts/ModelArts-Lab。
Free 的「我的笔记本」就在 ModelArts 总览页底部的开发工具卡片中，点击「立即体验」即可开启一个默认的 CPU 环境的 JupyterLab，我们可以在右边的「切换规格」栏进行环境或者规格的切换。需要注意的是：切换资源后，将影响实例下所有Notebook与Terminal。Notebook中执行的所有变量将失效，Terminal需要重新打开，手动安装包不再生效，需要重新执行。 目前， CPU 和 GPU 环境支持 Conda-python3 、Pytorch-1.0.0、TensorFlow-1.13.1等8种Notebook环境，不过使用 GPU 需要注意：1、免费规格用于使用体验，会在1小时后自动停止；2、免费算力不包含对象存储服务(OBS)存储资源费用。 如果想使用 MindSpore 框架，可以从 MindSpore 官方文档教程中的 「Run in ModelArts」进行跳转到带有 MindSpore 框架的 JupyterLab。
Seq2Seq 简介
Seq2Seq是 Google 在 2017年开源的一款用于 TensorFlow 的通用编码器&解码器框架（encoder-decoder framework），可用于机器翻译、文本摘要、会话建模、图像描述等。
论文地址：https://arxiv.org/abs/1703.03906
Copy 实践
新建 TensorFlow 1.13.1 环境的 notebook 文件，开始代码编(kao)写(bei)。
数据集下载
couplet-dataset 尽管比较陈旧，但拥有 70 万条数据，应该够实现一个简单的对对联模型。
!wget https://github.com/wb14123/couplet-dataset/releases/download/1.0/couplet.tar.gz
!tar -xzvf couplet.tar.gz
!mkdir couplet/model依赖安装及引用
!pip install klab-autotime
!pip install backcallimport codecs
import numpy as np
from keras.models import Model
from keras.layers import *
from keras.callbacks import Callback# 显示cell运行时长
%load_ext klab-autotime
# 使用GPU
import os
os.environ["CUDA_DEVICE_ORDER"]="PCI_BUS_ID"
# The GPU id to use, usually either "0" or "1"
os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0"数据处理
# 定义参数
min_count = 2
maxlen = 16
batch_size = 64
char_size = 128
train_input_path = 'couplet/train/in.txt'
train_output_path = 'couplet/train/out.txt'
test_input_path = 'couplet/test/in.txt'
test_output_path = 'couplet/test/out.txt'# 数据读取与切分
def read_data(txtname):
txt = codecs.open(txtname, encoding='utf-8').readlines()
txt = [line.strip().split(' ') for line in txt] # 每行按空格切分
txt = [line for line in txt if len(line) <= maxlen] # 过滤掉字数超过maxlen的对联
return txt模型定义
def gated_resnet(x, ksize=3):
# 门卷积 + 残差
x_dim = K.int_shape(x)[-1]
xo = Conv1D(x_dim*2, ksize, padding='same')(x)
return Lambda(lambda x: x[0] * K.sigmoid(x[1][..., :x_dim]) \
+ x[1][..., x_dim:] * K.sigmoid(-x[1][..., :x_dim]))([x, xo])
x_in = Input(shape=(None,))
x = x_in
x = Embedding(len(chars)+1, char_size)(x)
x = Dropout(0.25)(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = Dense(len(chars)+1, activation='softmax')(x)其他代码此处就不再贴了，建议直接参考源码出处，或者访问https://github.com/hu-qi/modelarts-couplet。此处我选择 200 个 Epoch，训练过程如下图：
从图中明显可以看出评估函数输出的下联不断地在调整。当训练完成之后我们便炼的了简单能使用的丹--AI 对对联模型，紧接着测试一下：上联：天增岁月人增寿
下联：国满春秋我成春
上联：鼠去牛来闻虎啸
下联：羊来马去看龙吟
上联：流光溢彩气冲斗牛
下联：春色流辉风震春虫
不错不错，还是挺工整通顺的！当然实践中也并不是一帆风顺，训练过程中如果遇到续期提示，请务必要手动点击，不然又得重启 Notebook 。续期就对了，尽管我不太清除能续几次，但续期就不会导致训练中断。
此次实践的数据集和 notebook 已上传到 github ：https://github.com/hu-qi/modelarts-couplet, 另外对联数据也共享到 ModelArts AI Gallery：couplet-dataset:70万对联数据集,欢迎取阅！
❝华为云开发了AI写春联、送祝福的小程序，采用GPT深度学习模型，通过海量文本数据在云端预训练学习，基于在公开对联数据上进行微调，最终实现春联自动生成。“云上过新年”，AI春联也能拥有满满年味，写春联，甭发愁。新版小程序即将上线，可在微信搜索EI体验空间输入关键词自动生成。
❞
重要的事情说三遍：
记得关注「EI体验空间」小程序！
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如果您有想法与交流，欢迎关注公众号：「胡琦」，或者 wechat：「Hugi66」，资深Copy攻城狮，期待您带飞！