给我写一个多级注意力机制的多分类模型,应用在一个文本八分类问题中,请在编写代码时详细注释
时间: 2024-06-08 10:09:34 浏览: 110
好的,以下是一个基于多级注意力机制的文本八分类模型的代码实现,我们使用PyTorch框架:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
class MultiLevelAttentionModel(nn.Module):
def __init__(self, vocab_size, embedding_dim, hidden_size, num_classes):
super(MultiLevelAttentionModel, self).__init__()
# 定义词嵌入层
self.embedding = nn.Embedding(vocab_size, embedding_dim)
# 定义LSTM层
self.lstm = nn.LSTM(embedding_dim, hidden_size, num_layers=2, bidirectional=True, batch_first=True)
# 定义多级注意力机制层
self.attention1 = nn.Linear(hidden_size * 2, hidden_size * 2, bias=False)
self.attention2 = nn.Linear(hidden_size * 2, hidden_size * 2, bias=False)
self.attention3 = nn.Linear(hidden_size * 2, hidden_size * 2, bias=False)
# 定义分类输出层
self.fc = nn.Linear(hidden_size * 2, num_classes)
def forward(self, inputs):
# 输入inputs为(batch_size, seq_len),其中seq_len为一个句子的长度
embeds = self.embedding(inputs) # (batch_size, seq_len, embedding_dim)
# 将embeds输入LSTM层
lstm_out, _ = self.lstm(embeds) # (batch_size, seq_len, hidden_size*2)
# 计算第一级注意力权重
attention_weights1 = F.softmax(self.attention1(lstm_out), dim=1) # (batch_size, seq_len, hidden_size*2)
attention_out1 = torch.bmm(lstm_out.transpose(1, 2), attention_weights1).transpose(1, 2) # (batch_size, hidden_size*2)
# 计算第二级注意力权重
attention_weights2 = F.softmax(self.attention2(attention_out1.unsqueeze(1)), dim=2) # (batch_size, 1, seq_len)
attention_out2 = torch.bmm(attention_weights2, lstm_out).squeeze(1) # (batch_size, hidden_size*2)
# 计算第三级注意力权重
attention_weights3 = F.softmax(self.attention3(attention_out2.unsqueeze(1)), dim=2) # (batch_size, 1, seq_len)
attention_out3 = torch.bmm(attention_weights3, lstm_out).squeeze(1) # (batch_size, hidden_size*2)
# 将注意力输出经过全连接层得到分类结果
result = self.fc(attention_out3) # (batch_size, num_classes)
return result
```
这个代码实现包含了以下几个部分:
1. 词嵌入层:将输入的单词转换为向量形式;
2. LSTM层:将嵌入向量输入LSTM层,获取LSTM的输出;
3. 多级注意力机制层:对LSTM输出进行多级注意力机制的计算,得到多级注意力输出;
4. 输出层:将多级注意力输出通过全连接层得到分类结果。
其中,多级注意力机制是该模型的核心部分,通过计算三级注意力权重来得到多级注意力输出。这里的三级注意力权重分别计算了对每个单词的关注度、对整个句子的关注度以及对多个句子的关注度,从而捕获了不同层次的语义信息。
最后,需要注意的是,该模型采用的是双向LSTM,因此LSTM层的输出维度是hidden_size * 2。同时,注意力机制层中的Linear层均没有使用偏置项。
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