基于协同信息的自编码器

2024-06-24 20:44:28 浏览数 (2)

用GPT对文本进行编码,选取了隐藏状态作为文本的词嵌入embdedding。但是词嵌入的维度为4096维,太过于庞大。现设计一个模型对词嵌入进行降维,同时还需要考虑协同信息,根据共现性分数构造对比学习正负样本,在batch内训练。

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import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim

class Encoder(nn.Module):
    def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim):
        super(Encoder, self).__init__()
        self.fc1 = nn.Linear(input_dim, hidden_dim)
        self.fc2 = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)

    def forward(self, x):
        x = torch.relu(self.fc1(x))
        x = self.fc2(x)
        return x

class Decoder(nn.Module):
    def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim):
        super(Decoder, self).__init__()
        self.fc1 = nn.Linear(input_dim, hidden_dim)
        self.fc2 = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)

    def forward(self, x):
        x = torch.relu(self.fc1(x))
        x = self.fc2(x)
        return x

class AutoEncoder(nn.Module):
    def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim):
        super(AutoEncoder, self).__init__()
        self.encoder = Encoder(input_dim, hidden_dim, output_dim)
        self.decoder = Decoder(output_dim, hidden_dim, input_dim)

    def forward(self, x):
        x = self.encoder(x)
        x = self.decoder(x)
        return x

# 超参数设置
input_dim = 4096
hidden_dim = 1024
output_dim = 128
learning_rate = 0.001
epochs = 100
batch_size = 32

# 初始化模型、损失函数和优化器
model = AutoEncoder(input_dim, hidden_dim, output_dim)
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=learning_rate)

# 构造共现性分数矩阵,用于生成对比学习的正负样本
co_occurrence_score = ...

# 训练
for epoch in range(epochs):
    for batch in range(0, len(embeddings), batch_size):
        # 获取batch数据
        batch_embeddings = embeddings[batch:batch   batch_size]

        # 生成对比学习正负样本
        positive_samples, negative_samples = generate_samples(batch_embeddings, co_occurrence_score)

        # 前向传播
        outputs = model(positive_samples)

        # 计算损失
        loss = criterion(outputs, positive_samples)   criterion(model(negative_samples), negative_samples)

        # 反向传播和优化
        optimizer.zero_grad()
        loss.backward()
        optimizer.step()

    print(f'Epoch [{epoch   1}/{epochs}], Loss: {loss.item():.4f}')

在这个示例中,我们首先定义了编码器、解码器和自编码器三个模块。然后,我们设置了一些超参数,如输入维度、隐藏层维度、输出维度、学习率、训练轮数和批量大小。接着,我们初始化了模型、损失函数和优化器。

在训练过程中,我们首先构造共现性分数矩阵,然后根据这个矩阵生成对比学习的正负样本。接下来,我们将正负样本输入模型中,计算输出,然后计算损失。最后,进行反向传播和优化。

训练完成后,我们可以使用自编码器的编码器部分将高维词嵌入转换为低维表示。这样,我们既降低了词嵌入的维度,又考虑了协同信息。

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