keras.models 实现transformer回归模型

时间: 2023-10-04 11:06:49 浏览: 207
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使用Keras实现简单线性回归模型操作

在Keras中实现Transformer回归模型的步骤如下: 1. 导入所需的库和模块: ```python import tensorflow as tf from tensorflow import keras from tensorflow.keras import layers ``` 2. 定义Transformer的编码器层和解码器层: ```python class TransformerEncoder(layers.Layer): def __init__(self, num_heads, d_model, dff, rate=0.1): super(TransformerEncoder, self).__init__() self.multihead_attention = layers.MultiHeadAttention(num_heads=num_heads, key_dim=d_model) self.ffn = keras.Sequential([layers.Dense(dff, activation="relu"), layers.Dense(d_model)]) self.layernorm1 = layers.LayerNormalization(epsilon=1e-6) self.layernorm2 = layers.LayerNormalization(epsilon=1e-6) self.dropout1 = layers.Dropout(rate) self.dropout2 = layers.Dropout(rate) def call(self, inputs, training=False): attention_output = self.multihead_attention(inputs, inputs) attention_output = self.dropout1(attention_output, training=training) attention_output = self.layernorm1(inputs + attention_output) ffn_output = self.ffn(attention_output) ffn_output = self.dropout2(ffn_output, training=training) return self.layernorm2(attention_output + ffn_output) class TransformerDecoder(layers.Layer): def __init__(self, num_heads, d_model, dff, rate=0.1): super(TransformerDecoder, self).__init__() self.multihead_attention1 = layers.MultiHeadAttention(num_heads=num_heads, key_dim=d_model) self.multihead_attention2 = layers.MultiHeadAttention(num_heads=num_heads, key_dim=d_model) self.ffn = keras.Sequential([layers.Dense(dff, activation="relu"), layers.Dense(d_model)]) self.layernorm1 = layers.LayerNormalization(epsilon=1e-6) self.layernorm2 = layers.LayerNormalization(epsilon=1e-6) self.layernorm3 = layers.LayerNormalization(epsilon=1e-6) self.dropout1 = layers.Dropout(rate) self.dropout2 = layers.Dropout(rate) self.dropout3 = layers.Dropout(rate) def call(self, inputs, encoder_output, training=False): attention1 = self.multihead_attention1(inputs, inputs) attention1 = self.dropout1(attention1, training=training) attention1 = self.layernorm1(inputs + attention1) attention2 = self.multihead_attention2(attention1, encoder_output) attention2 = self.dropout2(attention2, training=training) attention2 = self.layernorm2(attention1 + attention2) ffn_output = self.ffn(attention2) ffn_output = self.dropout3(ffn_output, training=training) return self.layernorm3(attention2 + ffn_output) ``` 3. 定义Transformer模型: ```python class TransformerModel(tf.keras.Model): def __init__(self, num_layers, num_heads, d_model, dff, target_vocab_size, pe_input, pe_target, rate=0.1): super(TransformerModel, self).__init__() self.d_model = d_model self.embedding = layers.Embedding(target_vocab_size, d_model) self.pos_encoding = position_encoding(pe_input, self.d_model) self.transformer_encoders = [TransformerEncoder(num_heads, d_model, dff, rate) for _ in range(num_layers)] self.transformer_decoders = [TransformerDecoder(num_heads, d_model, dff, rate) for _ in range(num_layers)] self.dense = layers.Dense(target_vocab_size) def call(self, inputs, targets, training=False): inputs = self.embedding(inputs) inputs *= tf.math.sqrt(tf.cast(self.d_model, tf.float32)) inputs += self.pos_encoding[:, :tf.shape(inputs)[1], :] for encoder in self.transformer_encoders: inputs = encoder(inputs, training=training) targets = self.embedding(targets) targets *= tf.math.sqrt(tf.cast(self.d_model, tf.float32)) targets += self.pos_encoding[:, :tf.shape(targets)[1], :] for decoder in self.transformer_decoders: targets = decoder(targets, inputs, training=training) outputs = self.dense(targets) return outputs ``` 4. 构建和编译模型: ```python num_layers = 4 num_heads = 8 d_model = 128 dff = 512 target_vocab_size = 10000 dropout_rate = 0.1 model = TransformerModel(num_layers, num_heads, d_model, dff, target_vocab_size, pe_input, pe_target, dropout_rate) model.compile(optimizer=tf.keras.optimizers.Adam(), loss=tf.keras.losses.MeanSquaredError()) ``` 5. 训练模型: ```python model.fit(train_dataset, validation_data=val_dataset, epochs=num_epochs) ``` 6. 进行预测: ```python predictions = model.predict(test_dataset) ```
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