智能对联模型太难完成？华为云ModelArts助你实现！手把手教学

摘要：农历新年将至，听说华为云 AI 又将开启智能对对联迎接牛气冲天，让我们拭目以待！作为资深 Copy 攻城狮，想要自己实现一个对对联的模型，是不能可能完成的任务，因此我搜罗了不少前人的实践案例，今天想和大家分享的是 和鲸社区的 rua年糕 贡献的项目-AI 对联，基于 ModelArts 的 「我的笔记本」实现。

华为云EI专家胡琦

一、环境准备

准备环境前，先唠叨几句：ModelArts 是面向开发者的一站式AI开发平台，ModelArts 在人工智能三要素中都有非常出色的表现，数据方面提供海量数据预处理及半自动化标注，算法方面除了开发者自己开发还=提供大量的预置算法和订阅算法可供选择，算力方面目前开发环境提供免费算力以及即点即用的「我的笔记本」。目前个人比较中意的功能就是「我的笔记本」，如果您体验过 MindSpore 教程的 「Run in ModelArts」,您会发现其实教程中链接的就是 ModelArts 的 「我的笔记本」模块，具体体验可阅读我的历史文章5分钟在线体验MindSpore的图层IR--MindIR。

相比常规的开发先要装一堆的环境和软件，基于 ModelArts 的 AI 开发似乎变得更简单，理论上有能上网的设备就够了，比如 pad，然后仅仅需要注册一个华为云账号并实名认证。当然，ModelArts准备工作并不仅仅是这些，比如如需用到 OBS 还需生成访问密钥并完成 ModelArts 全局配置。具体操作请参考ModelArts-Lab:https://gitee.com/ModelArts/ModelArts-Lab。

Free 的「我的笔记本」就在 ModelArts 总览页底部的开发工具卡片中，点击「立即体验」即可开启一个默认的 CPU 环境的 JupyterLab，我们可以在右边的「切换规格」栏进行环境或者规格的切换。需要注意的是：切换资源后，将影响实例下所有Notebook与Terminal。Notebook中执行的所有变量将失效，Terminal需要重新打开，手动安装包不再生效，需要重新执行。 目前， CPU 和 GPU 环境支持 Conda-python3 、Pytorch-1.0.0、TensorFlow-1.13.1等8种Notebook环境，不过使用 GPU 需要注意：1、免费规格用于使用体验，会在1小时后自动停止；2、免费算力不包含对象存储服务(OBS)存储资源费用。 如果想使用 MindSpore 框架，可以从 MindSpore 官方文档教程中的 「Run in ModelArts」进行跳转到带有 MindSpore 框架的 JupyterLab。

二、Seq2Seq 简介

Seq2Seq是 Google 在 2017年开源的一款用于 TensorFlow 的通用编码器&解码器框架（encoder-decoder framework），可用于机器翻译、文本摘要、会话建模、图像描述等。

论文地址： https://arxiv.org/abs/1703.03906

三、Copy 实践

新建 TensorFlow 1.13.1 环境的 notebook 文件，开始代码编(kao)写(bei)。

• 数据集下载

couplet-dataset 尽管比较陈旧，但拥有 70 万条数据，应该够实现一个简单的对对联模型。

!wget https://github.com/wb14123/couplet-dataset/releases/download/1.0/couplet.tar.gz
!tar -xzvf couplet.tar.gz
!mkdir couplet/model

• 依赖安装及引用

!pip install klab-autotime
!pip install backcall
import codecs
import numpy as np
from keras.models import Model
from keras.layers import *
from keras.callbacks import Callback
# 显示cell运行时长
%load_ext klab-autotime

# 使用GPU
import os
os.environ["CUDA_DEVICE_ORDER"]="PCI_BUS_ID"
# The GPU id to use, usually either "0" or "1"
os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"]="0" 

• 数据处理

# 定义参数
min_count = 2
maxlen = 16
batch_size = 64
char_size = 128
train_input_path = 'couplet/train/in.txt'
train_output_path = 'couplet/train/out.txt'
test_input_path = 'couplet/test/in.txt'
test_output_path = 'couplet/test/out.txt'
# 数据读取与切分
def read_data(txtname):
    txt = codecs.open(txtname, encoding='utf-8').readlines()
    txt = [line.strip().split(' ') for line in txt]      # 每行按空格切分
    txt = [line for line in txt if len(line) <= maxlen]  # 过滤掉字数超过maxlen的对联
    return txt

• 模型定义

def gated_resnet(x, ksize=3):
    # 门卷积 + 残差
    x_dim = K.int_shape(x)[-1]
    xo = Conv1D(x_dim*2, ksize, padding='same')(x)
    return Lambda(lambda x: x[0] * K.sigmoid(x[1][..., :x_dim]) \
                            + x[1][..., x_dim:] * K.sigmoid(-x[1][..., :x_dim]))([x, xo])

                            x_in = Input(shape=(None,))
x = x_in
x = Embedding(len(chars)+1, char_size)(x)
x = Dropout(0.25)(x)

x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)
x = gated_resnet(x)

x = Dense(len(chars)+1, activation='softmax')(x)

其他代码此处就不再贴了，建议直接参考源码出处，或者访问https://github.com/hu-qi/modelarts-couplet。此处我选择 200 个 Epoch，训练过程如下图：

从图中明显可以看出评估函数输出的下联不断地在调整。当训练完成之后我们便炼的了简单能使用的丹--AI 对对联模型，紧接着测试一下：

上联：天增岁月人增寿
下联：国满春秋我成春
上联：鼠去牛来闻虎啸
下联：羊来马去看龙吟
上联：流光溢彩气冲斗牛
下联：春色流辉风震春虫

不错不错，还是挺工整通顺的！

当然实践中也并不是一帆风顺，训练过程中如果遇到续期提示，请务必要手动点击，不然又得重启 Notebook 。续期就对了，尽管我不太清除能续几次，但续期就不会导致训练中断。

四、总结

此次实践的数据集和 notebook 已上传到 github ：https://github.com/hu-qi/modelarts-couplet, 另外对联数据也共享到 ModelArts AI Gallery：couplet-dataset:70万对联数据集,欢迎取阅！

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