transformer声调识别完整代码

时间: 2023-09-03 15:07:09 浏览: 44
以下是使用transformer进行声调识别的完整代码示例: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import numpy as np class PositionalEncoding(nn.Module): def __init__(self, d_model, max_len=5000): super(PositionalEncoding, self).__init__() self.d_model = d_model pe = torch.zeros(max_len, d_model) position = torch.arange(0, max_len, dtype=torch.float).unsqueeze(1) div_term = torch.exp(torch.arange(0, d_model, 2).float() * (-np.log(10000.0) / d_model)) pe[:, 0::2] = torch.sin(position * div_term) pe[:, 1::2] = torch.cos(position * div_term) pe = pe.unsqueeze(0).transpose(0, 1) self.register_buffer('pe', pe) def forward(self, x): x = x * np.sqrt(self.d_model) seq_len = x.size(1) x = x + self.pe[:seq_len, :] return x class TonalDataset(torch.utils.data.Dataset): def __init__(self, data, label): super(TonalDataset, self).__init__() self.data = data self.label = label def __len__(self): return len(self.label) def __getitem__(self, index): data = self.data[index] label = self.label[index] return data, label class TonalModel(nn.Module): def __init__(self, input_dim, hidden_dim, num_layers, num_classes): super(TonalModel, self).__init__() self.input_dim = input_dim self.hidden_dim = hidden_dim self.num_layers = num_layers self.num_classes = num_classes self.pos_encoder = PositionalEncoding(input_dim) encoder_layers = nn.TransformerEncoderLayer(d_model=input_dim, nhead=4, dim_feedforward=hidden_dim, dropout=0.1) self.transformer_encoder = nn.TransformerEncoder(encoder_layers, num_layers=num_layers) self.fc = nn.Linear(input_dim, num_classes) def forward(self, x): x = self.pos_encoder(x) x = self.transformer_encoder(x) x = x.mean(dim=1) x = self.fc(x) return x def collate_fn(batch): data = [item[0] for item in batch] label = [item[1] for item in batch] data = nn.utils.rnn.pad_sequence(data, batch_first=True, padding_value=0) label = torch.tensor(label) return data, label # 加载数据 train_data = np.load('train_data.npy') train_label = np.load('train_label.npy') val_data = np.load('val_data.npy') val_label = np.load('val_label.npy') train_dataset = TonalDataset(train_data, train_label) val_dataset = TonalDataset(val_data, val_label) train_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=train_dataset, batch_size=32, collate_fn=collate_fn, shuffle=True) val_loader = torch.utils.data.DataLoader(dataset=val_dataset, batch_size=32, collate_fn=collate_fn, shuffle=False) # 定义模型 model = TonalModel(40, 256, 3, 3) # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.CrossEntropyLoss() optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=1e-4) # 训练模型 for epoch in range(100): model.train() for data, label in train_loader: optimizer.zero_grad() output = model(data) loss = criterion(output, label) loss.backward() optimizer.step() model.eval() val_loss = 0 val_acc = 0 with torch.no_grad(): for data, label in val_loader: output = model(data) loss = criterion(output, label) val_loss += loss.item() * data.size(0) _, pred = torch.max(output, 1) val_acc += (pred == label).sum().item() val_loss /= len(val_dataset) val_acc /= len(val_dataset) print('Epoch [{}/{}], val_loss: {:.4f}, val_acc: {:.4f}'.format(epoch+1, 100, val_loss, val_acc)) ``` 在这个示例中,我们使用transformer模型对40维MFCC特征进行声调分类。我们先定义了一个PositionalEncoding类,用于添加位置编码,然后定义了一个TonalDataset类,用于加载数据。接着我们定义了一个TonalModel类,其中包含一个transformer编码器和一个线性分类器。在训练过程中,我们使用交叉熵损失函数和Adam优化器对模型进行优化。

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