如何在Keras中仅嵌入层的情况下训练模型

Question

我有一些没有标签的文字。 只是一堆文本文件。 我想训练一个嵌入层，将单词映射到嵌入向量。 到目前为止，我看到的大多数示例都是这样的：

from keras.models import Sequential
from keras.layers import Embedding, Flatten, Dense

model = Sequential()
model.add(Embedding(max_words, embedding_dim, input_length=maxlen))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(32, activation='relu'))
model.add(Dense(1, activation='sigmoid'))
model.summary()
model.compile(optimizer='rmsprop',
    loss='binary_crossentropy',
    metrics=['acc'])
model.fit(x_train, y_train,
    epochs=10,
    batch_size=32,
    validation_data=(x_val, y_val))

他们都假设嵌入层是一个更大的模型的一部分，该模型试图预测标签。 但就我而言，我没有标签。 我没有试图对任何东西进行分类。 我只想训练从单词（更确切地说是整数）到嵌入向量的映射。 但是模型的fit方法要求x_train和y_train （如上面给出的示例）。

如何训练仅具有嵌入层且没有标签的模型？

[UPDATE]

根据我从@DanielMöller那里得到的答案，Keras的Embedding层正在实现一种监督算法，因此如果没有标签就无法进行训练。 最初，我以为它是Word2Vec的变体，因此不需要训练标签。 显然不是这样。 我个人最终使用了与Keras或Python无关的FastText 。

Answer 1

在没有标签/目标的情况下这样做是否有意义？

如果没有目标，您的模型将如何确定向量中的哪些值对任何事物都有利？

所有嵌入都是出于特定目的而经过“训练”的。 如果没有目标，就没有目标，如果没有目标，就没有培训。

如果您真的想在没有任何目的/目标的情况下转换向量中的单词，则有两种选择：

• 制作一键编码的向量。 您可以to_categorical使用to_categorical函数。
• 使用预训练的嵌入。 有一些可用的工具，例如手套，来自Google的嵌入等。（所有这些工具都出于某种目的在某个时候进行了培训）。

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一种非常幼稚的方法，基于我们的聊天，考虑了单词距离

警告：我对Word2Vec并不了解，但是我将尝试展示如何使用一些幼稚的单词距离来添加嵌入规则，以及如何使用虚拟的“标签”来满足Keras的培训方式。

from keras.layers import Input, Embedding, Subtract, Lambda
import keras.backend as K
from keras.models import Model

input1 = Input((1,)) #word1
input2 = Input((1,)) #word2

embeddingLayer = Embedding(...params...)

word1 = embeddingLayer(input1)
word2 = embeddingLayer(input2)

#naive distance rule, subtract, expect zero difference
word_distance = Subtract()([word1,word2])

#reduce all dimensions to a single dimension
word_distance = Lambda(lambda x: K.mean(x, axis=-1))(word_distance)

model = Model([input1,input2], word_distance)

现在我们的模型直接输出一个单词距离，我们的标签将为“零”，它们并不是真正意义上的有监督训练的标签，但它们是模型的预期结果，这对于Keras来说是必需的。

例如，我们可以将mae （平均绝对误差）或mse （平均平方误差）作为损失函数。

model.compile(optimizer='adam', loss='mse')

然后训练word2作为word1之后的单词：

xTrain = entireText
xTrain1 = entireText[:-1]
xTrain2 = entireText[1:]
yTrain = np.zeros((len(xTrain1),))

model.fit([xTrain1,xTrain2], yTrain, .... more params.... ) 

尽管就Word2Vec的实际功能而言这可能是完全错误的，但它显示了以下要点：

• 嵌入层没有特殊属性，它们只是可训练的查找表
• 创建嵌入的规则应由模型和预期输出定义
• Keras模型将需要“目标”，即使这些目标不是“标签”，而是获得预期结果的数学技巧。