谷歌全attention机器翻译模型Transformer的TensorFlow实现

选自GitHub

机器之心编译

参与：黄小天、Smith

谷歌前不久在 arXiv 上发表论文《Attention Is All You Need》，提出一种完全基于 attention 的翻译架构 Transformer，实现了机器翻译的新突破；近日，Github 上的一个项目给出了 Transformer 模型的 TensorFlow 实现，在官方代码公布之前共享了自己的代码。机器之心对该文进行了编译，项目地址见文中。

谷歌全attention机器翻译模型Transformer的TensorFlow实现需求

NumPy >= 1.11.1
TensorFlow >= 1.2（1.1 很可能也可以，但是我不测试它）
regex
nltk

项目来由

我试图在论文《Attention Is All You Need》中实现我的想法。该论文的作者声称其模型，即 Transformer，在机器翻译方面的表现优于当前任何的模型；它仅使用 attention，而没有 CNN 和 RNN，这酷极了。论文最后，作者承诺将很快公开代码，但是目前为止并没有。我的这一项目有两个目标，一是我想要全面了解这篇论文，如果不了解就开始写代码对我来讲很困难；二是在官方代码公布之前，与感兴趣的人共享我写的代码。

内容，而是要实现论文的核心思想，并作出简单快速的验证。由于这个原因，我的部分代码与原论文有所不同。这些不同之处有：

我使用了 IWSLT 2016 de-en 数据集，而不是 wmt 数据集，因为前者更小，且不需要特殊的预处理。
出于简单考虑，我构建了带有单词的词汇，而不是子单词。当然，如果愿意你可以尝试 bpe 或者 word-piece。
我参数化了位置编码。论文使用了一些正弦公式，但是论文的作者之一 Noam 说它们都有效。详见 reddit 讨论（https://www.reddit.com/r/MachineLearning/comments/6gwqiw/r_170603762_attention_is_all_you_need_sota_nmt/）。
论文调节了所有步骤的学习率。我把学习简单地固定在了一个小数 0.0001 上，因为使用小数据集，训练的速度已经足够快（使用单块 GTX 1060 仅需几个小时！！）

文件描述

hyperparams.py 包括全部所需的超参数
prepro.py 可为源和目标创建词汇文件夹（vocabulary file）
data_load.py 包括装载和批处理数据的相关函数
modules.py 拥有全部编码／解码网络的构建模块
train.py 包含模型
eval.py 是为了进行评估

训练

第一步：下载 IWSLT 2016 German–English parallel corpus (https://wit3.fbk.eu/download.php?release=2016-01&type=texts&slang=de&tlang=en) 并且把它放在 corpora/文件夹
第二步：如果必要的话在 hyperparams.py 下调整超参数（hyper parameters）
第三步：运行 prepro.py，在 preprocessed 文件下生成词汇文件
第四步：运行 train.py 或下载预训练好的文件（pretrained files (https://u42868014.dl.dropboxusercontent.com/u/42868014/transformer/logdir.zip)）

训练损失和精度

训练损失

谷歌全attention机器翻译模型Transformer的TensorFlow实现

训练精度

谷歌全attention机器翻译模型Transformer的TensorFlow实现

评估

运行 eval.py.

结果

我的 BLEU 得分为 17.14。（我用小数据集、有限的词汇进行训练）一些评估结果如下所示。详见文件夹 results

source: Sie war eine jährige Frau namens Alex

expected: She was a yearold woman named Alex

got: She was a woman named yearold name

source: Und als ich das hörte war ich erleichtert

expected: Now when I heard this I was so relieved

got: And when I heard that I was an

source: Meine Kommilitonin bekam nämlich einen Brandstifter als ersten Patienten

expected: My classmate got an arsonist for her first client

got: Because my first came from an in patients

source: Das kriege ich hin dachte ich mir

expected: This I thought I could handle

got: I'll go ahead and I thought

source: Aber ich habe es nicht hingekriegt

expected: But I didn't handle it

got: But I didn't it

source: Ich hielt dagegen

expected: I pushed back

got: I thought about it

source: Das ist es was Psychologen einen AhaMoment nennen

expected: That's what psychologists call an Aha moment

got: That's what a like a

source: Meldet euch wenn ihr in euren ern seid

expected: Raise your hand if you're in your s

got: Get yourself in your s

source: Ich möchte ein paar von euch sehen

expected: I really want to see some twentysomethings here

got: I want to see some of you

source: Oh yeah Ihr seid alle unglaublich

expected: Oh yay Y'all's awesome

got: Oh yeah you all are incredibly

source: Dies ist nicht meine Meinung Das sind Fakten

expected: This is not my opinion These are the facts

got: This is not my opinion These are facts

谷歌全attention机器翻译模型Transformer的TensorFlow实现

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