帶Keras的ELMo嵌入層

Question

我一直在我的體系結構中使用Keras默認嵌入層和單詞嵌入。 建築看起來像這樣-

left_input = Input(shape=(max_seq_length,), dtype='int32')
right_input = Input(shape=(max_seq_length,), dtype='int32')

embedding_layer = Embedding(len(embeddings), embedding_dim, weights=[embeddings], input_length=max_seq_length,
                            trainable=False)

# Since this is a siamese network, both sides share the same LSTM
shared_lstm = LSTM(n_hidden, name="lstm")

left_output = shared_lstm(encoded_left)
right_output = shared_lstm(encoded_right)

我想用ELMo嵌入替換嵌入層。 所以我使用了一個自定義嵌入層-在此倉庫中找到-https: //github.com/strongio/keras-elmo/blob/master/Elmo%20Keras.ipynb 。 嵌入層看起來像這樣-

class ElmoEmbeddingLayer(Layer):
def __init__(self, **kwargs):
    self.dimensions = 1024
    self.trainable=True
    super(ElmoEmbeddingLayer, self).__init__(**kwargs)

def build(self, input_shape):
    self.elmo = hub.Module('https://tfhub.dev/google/elmo/2', trainable=self.trainable,
                           name="{}_module".format(self.name))

    self.trainable_weights += K.tf.trainable_variables(scope="^{}_module/.*".format(self.name))
    super(ElmoEmbeddingLayer, self).build(input_shape)

def call(self, x, mask=None):
    result = self.elmo(K.squeeze(K.cast(x, tf.string), axis=1),
                  as_dict=True,
                  signature='default',
                  )['default']
    return result

def compute_mask(self, inputs, mask=None):
    return K.not_equal(inputs, '--PAD--')

def compute_output_shape(self, input_shape):
    return (input_shape[0], self.dimensions)

我更改了新嵌入層的體系結構。

 # The visible layer
left_input = Input(shape=(1,), dtype="string")
right_input = Input(shape=(1,), dtype="string")

embedding_layer = ElmoEmbeddingLayer()

# Embedded version of the inputs
encoded_left = embedding_layer(left_input)
encoded_right = embedding_layer(right_input)

# Since this is a siamese network, both sides share the same LSTM
shared_lstm = LSTM(n_hidden, name="lstm")

left_output = shared_gru(encoded_left)
right_output = shared_gru(encoded_right)

但是我出錯了-

ValueError：輸入0與層lstm不兼容：預期ndim = 3，找到的ndim = 2

我在這里做錯了什么？

Answer 1

Elmo嵌入層為每個輸入輸出一個嵌入（因此輸出形狀為(batch_size, dim) ），而您的LSTM期望一個序列（即形狀(batch_size, seq_length, dim) ）。 我認為在Elmo嵌入層之后再添加LSTM層沒有多大意義，因為Elmo已經使用LSTM嵌入了單詞序列。

Answer 2

我還使用該存儲庫作為構建CustomELMo + BiLSTM + CRF模型的指南，並且需要將dict查詢更改為“ elmo”而不是“ default”。 正如Anna Krogager指出的那樣，當dict查找為“ default”時，輸出為（batch_size，dim），這對於LSTM而言還不夠。 但是，當dict查找為['elmo']時，該層將返回正確尺寸的張量，即形狀（batch_size，max_length，1024）。

自定義ELMo層：

class ElmoEmbeddingLayer(Layer):
def __init__(self, **kwargs):
    self.dimensions = 1024
    self.trainable = True
    super(ElmoEmbeddingLayer, self).__init__(**kwargs)

def build(self, input_shape):
    self.elmo = hub.Module('https://tfhub.dev/google/elmo/2', trainable=self.trainable,
                           name="{}_module".format(self.name))

    self.trainable_weights += K.tf.trainable_variables(scope="^{}_module/.*".format(self.name))
    super(ElmoEmbeddingLayer, self).build(input_shape)

def call(self, x, mask=None):
    result = self.elmo(K.squeeze(K.cast(x, tf.string), axis=1),
                       as_dict=True,
                       signature='default',
                       )['elmo']
    print(result)
    return result

# def compute_mask(self, inputs, mask=None):
#   return K.not_equal(inputs, '__PAD__')

def compute_output_shape(self, input_shape):
    return input_shape[0], 48, self.dimensions

該模型的構建如下：

def build_model(): # uses crf from keras_contrib
    input = layers.Input(shape=(1,), dtype=tf.string)
    model = ElmoEmbeddingLayer(name='ElmoEmbeddingLayer')(input)
    model = Bidirectional(LSTM(units=512, return_sequences=True))(model)
    crf = CRF(num_tags)
    out = crf(model)
    model = Model(input, out)
    model.compile(optimizer="rmsprop", loss=crf_loss, metrics=[crf_accuracy, categorical_accuracy, mean_squared_error])
    model.summary()
    return model

我希望我的代碼對您有用，即使它不是完全相同的模型也是如此。 請注意，在拋出之時，我不得不注釋掉compute_mask方法

InvalidArgumentError: Incompatible shapes: [32,47] vs. [32,0]    [[{{node loss/crf_1_loss/mul_6}}]]

其中32是批處理大小，47比我指定的max_length小1（大概意味着它是在填充令牌本身）。 我還沒有找出導致該錯誤的原因，因此對您和您的模型都可以。 但是，我注意到您正在使用GRU，並且在存儲庫中有一個尚未解決的有關添加GRU的問題。 因此，我很好奇您是否也有這種想法。