pytorch rnn 變長輸入序列問題

輸入資料是長度不固定的序列資料，主要講解兩個部分

data.dataloader的collate_fn用法，以及按batch進行padding資料

pack_padded_sequence和pad_packed_sequence來處理變長序列

dataloader的collate_fn引數，定義資料處理和合併成batch的方式。

由於pack_padded_sequence用到的tensor必須按照長度從大到小排過序的，所以在collate_fn中，需要完成兩件事，一是把當前batch的樣本按照當前batch最大長度進行padding，二是將padding後的資料從大到小進行排序。

def
pad_tensor
(vec, pad)
:"""
args:
vec - tensor to pad
pad - the size to pad to
return:
a new tensor padded to 'pad'
"""return torch.cat(
[vec, torch.zeros(pad -
len(vec)
, dtype=torch.
float)]
, dim=0)
.data.numpy(
)class
collate
:"""
a variant of callate_fn that pads according to the longest sequence in
a batch of sequences
"""def__init__
(self)
:pass
def_collate
(self, batch)
:"""
args:
batch - list of (tensor, label)
reutrn:
xs - a tensor of all examples in 'batch' before padding like:
'''[tensor([1,2,3,4]),
tensor([1,2]),
tensor([1,2,3,4,5])]
'''ys - a longtensor of all labels in batch like:
'''[1,0,1]
'''"""
xs =
[torch.floattensor(v[0]
)for v in batch]
ys = torch.longtensor(
[v[1
]for v in batch]
)# 獲得每個樣本的序列長度
seq_lengths = torch.longtensor(
[v for v in
map(
len, xs)])
max_len =
max(
[len
(v)for v in xs]
)# 每個樣本都padding到當前batch的最大長度
xs = torch.floattensor(
[pad_tensor(v, max_len)
for v in xs]
)# 把xs和ys按照序列長度從大到小排序
seq_lengths, perm_idx = seq_lengths.sort(
0, descending=
true
) xs = xs[perm_idx]
ys = ys[perm_idx]
return xs, seq_lengths, ys
def__call__
(self, batch)
:return self._collate(batch)

定義完collate類以後，在dataloader中直接使用

train_data = data.dataloader(dataset=train_dataset, batch_size=
32, num_workers=
0, collate_fn=collate(
))

pack_padded_sequence將乙個填充過的變長序列壓緊。輸入引數包括

from torch.nn.utils.rnn import pack_padded_sequence, pad_packed_sequence
# x是填充過後的batch資料，seq_lengths是每個樣本的序列長度
packed_input = pack_padded_sequence(x, seq_lengths, batch_first=
true
)

定義了乙個單向的lstm模型，因為處理的是變長序列，forward函式傳入的值是乙個packedsequence物件，返回值也是乙個packedsequence物件

class
model
(nn.module)
:def
__init__
(self, in_size, hid_size, n_layer, drop=
0.1, bi=
false):
super
(model, self)
.__init__(
) self.lstm = nn.lstm(input_size=in_size,
hidden_size=hid_size,
num_layers=n_layer,
batch_first=
true
, dropout=drop,
bidirectional=bi)
# 分類類別數目為2
self.fc = nn.linear(in_features=hid_size, out_features=2)
defforward
(self, x)
:'''
:param x: 變長序列時，x是乙個packedsequence物件
:return: packedsequence物件
'''# lstm_out: tensor of shape (batch, seq_len, num_directions * hidden_size)
lstm_out, _ = self.lstm(x)
return lstm_out
model = model(
)lstm_out = model(packed_input)

這個操作和pack_padded_sequence()是相反的，把壓緊的序列再填充回來。因為前面提到的lstm模型傳入和返回的都是packedsequence物件，所以我們如果想要把返回的packedsequence物件轉換回tensor，就需要用到pad_packed_sequence函式。

引數說明:

返回值: 乙個tuple，包含被填充後的序列，和batch中序列的長度列表。

用法：

# 此處lstm_out是乙個packedsequence物件
output, _ = pad_packed_sequence(lstm_out)

返回的output是乙個形狀為(batch_size,seq_len,input_size)的tensor。

pytorch在自定義dataset時，可以在dataloader的collate_fn引數中定義對資料的變換，操作以及合成batch的方式。

處理變長rnn問題時，通過pack_padded_sequence()將填充的batch資料轉換成packedsequence物件，直接傳入rnn模型中。通過pad_packed_sequence()來將rnn模型輸出的packedsequence物件轉換回相應的tensor。

pytorch rnn 變長輸入序列問題

pytorch rnn 變長輸入序列問題

可變長字串

struct 封裝變長字串

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可變長字串

struct 封裝變長字串

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