 Xem trên ai.google.dev
|
 Chạy trong Google Colab
|
 Xem nguồn trên GitHub
|
Tổng quan
Trong sổ tay này, bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng các mục nhúng do Gemini API tạo ra để huấn luyện một mô hình có thể phân loại nhiều loại bài đăng trong nhóm tin dựa trên chủ đề.
Trong hướng dẫn này, bạn sẽ huấn luyện một thuật toán phân loại để dự đoán một bài đăng trong nhóm tin tức thuộc về lớp nào.
Điều kiện tiên quyết
Bạn có thể chạy quy trình bắt đầu nhanh này trong Google Colab.
Để hoàn thành quy trình bắt đầu nhanh này về môi trường phát triển của riêng bạn, hãy đảm bảo rằng môi trường của bạn đáp ứng các yêu cầu sau:
- Python 3.9 trở lên
- Cài đặt
jupyterđể chạy sổ tay.
Thiết lập
Trước tiên, hãy tải thư viện Gemini API Python xuống và cài đặt.
pip install -U -q google.generativeai
import re
import tqdm
import keras
import numpy as np
import pandas as pd
import google.generativeai as genai
# Used to securely store your API key
from google.colab import userdata
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
from keras import layers
from matplotlib.ticker import MaxNLocator
from sklearn.datasets import fetch_20newsgroups
import sklearn.metrics as skmetrics
Lấy khoá API
Để có thể sử dụng Gemini API, trước tiên, bạn phải có khoá API. Nếu bạn chưa có khoá, hãy tạo khoá chỉ bằng một cú nhấp chuột trong Google AI Studio.
Trong Colab, hãy thêm khoá vào trình quản lý khoá bí mật bên dưới biểu tượng "🔑" trên bảng điều khiển bên trái. Đặt tên cho tệp đó là API_KEY.
Sau khi bạn có khoá API, hãy chuyển khoá đó vào SDK. Bạn có thể làm điều này theo hai cách:
- Đặt khoá vào biến môi trường
GOOGLE_API_KEY(SDK sẽ tự động nhận khoá từ đó). - Truyền khoá cho
genai.configure(api_key=...)
# Or use `os.getenv('API_KEY')` to fetch an environment variable.
API_KEY=userdata.get('API_KEY')
genai.configure(api_key=API_KEY)
for m in genai.list_models():
if 'embedContent' in m.supported_generation_methods:
print(m.name)
models/embedding-001 models/embedding-001
Tập dữ liệu
Tập dữ liệu văn bản 20 Newsgroups chứa 18.000 bài đăng của nhóm tin tức về 20 chủ đề được chia thành các tập huấn luyện và kiểm thử. Việc phân chia giữa tập dữ liệu huấn luyện và tập dữ liệu kiểm thử là dựa trên các thông báo được đăng trước và sau một ngày cụ thể. Trong hướng dẫn này, bạn sẽ dùng các tập hợp con của tập dữ liệu kiểm thử và tập dữ liệu huấn luyện. Bạn sẽ xử lý trước và sắp xếp dữ liệu thành các khung dữ liệu của Pandas.
newsgroups_train = fetch_20newsgroups(subset='train')
newsgroups_test = fetch_20newsgroups(subset='test')
# View list of class names for dataset
newsgroups_train.target_names
['alt.atheism', 'comp.graphics', 'comp.os.ms-windows.misc', 'comp.sys.ibm.pc.hardware', 'comp.sys.mac.hardware', 'comp.windows.x', 'misc.forsale', 'rec.autos', 'rec.motorcycles', 'rec.sport.baseball', 'rec.sport.hockey', 'sci.crypt', 'sci.electronics', 'sci.med', 'sci.space', 'soc.religion.christian', 'talk.politics.guns', 'talk.politics.mideast', 'talk.politics.misc', 'talk.religion.misc']
Sau đây là ví dụ về hình thức của điểm dữ liệu trong tập huấn luyện.
idx = newsgroups_train.data[0].index('Lines')
print(newsgroups_train.data[0][idx:])
Lines: 15 I was wondering if anyone out there could enlighten me on this car I saw the other day. It was a 2-door sports car, looked to be from the late 60s/ early 70s. It was called a Bricklin. The doors were really small. In addition, the front bumper was separate from the rest of the body. This is all I know. If anyone can tellme a model name, engine specs, years of production, where this car is made, history, or whatever info you have on this funky looking car, please e-mail. Thanks, - IL ---- brought to you by your neighborhood Lerxst ----
Bây giờ, bạn sẽ bắt đầu xử lý trước dữ liệu cho hướng dẫn này. Xoá mọi thông tin nhạy cảm như tên, email hoặc các phần thừa của văn bản như "From: " và "\nSubject: ". Sắp xếp thông tin thành một khung dữ liệu Pandas để dễ đọc hơn.
def preprocess_newsgroup_data(newsgroup_dataset):
# Apply functions to remove names, emails, and extraneous words from data points in newsgroups.data
newsgroup_dataset.data = [re.sub(r'[\w\.-]+@[\w\.-]+', '', d) for d in newsgroup_dataset.data] # Remove email
newsgroup_dataset.data = [re.sub(r"\([^()]*\)", "", d) for d in newsgroup_dataset.data] # Remove names
newsgroup_dataset.data = [d.replace("From: ", "") for d in newsgroup_dataset.data] # Remove "From: "
newsgroup_dataset.data = [d.replace("\nSubject: ", "") for d in newsgroup_dataset.data] # Remove "\nSubject: "
# Cut off each text entry after 5,000 characters
newsgroup_dataset.data = [d[0:5000] if len(d) > 5000 else d for d in newsgroup_dataset.data]
# Put data points into dataframe
df_processed = pd.DataFrame(newsgroup_dataset.data, columns=['Text'])
df_processed['Label'] = newsgroup_dataset.target
# Match label to target name index
df_processed['Class Name'] = ''
for idx, row in df_processed.iterrows():
df_processed.at[idx, 'Class Name'] = newsgroup_dataset.target_names[row['Label']]
return df_processed
# Apply preprocessing function to training and test datasets
df_train = preprocess_newsgroup_data(newsgroups_train)
df_test = preprocess_newsgroup_data(newsgroups_test)
df_train.head()
Tiếp theo, bạn sẽ lấy mẫu một số dữ liệu bằng cách lấy 100 điểm dữ liệu trong tập dữ liệu huấn luyện và bỏ một vài danh mục để xem hướng dẫn này. Chọn danh mục khoa học để so sánh.
def sample_data(df, num_samples, classes_to_keep):
df = df.groupby('Label', as_index = False).apply(lambda x: x.sample(num_samples)).reset_index(drop=True)
df = df[df['Class Name'].str.contains(classes_to_keep)]
# Reset the encoding of the labels after sampling and dropping certain categories
df['Class Name'] = df['Class Name'].astype('category')
df['Encoded Label'] = df['Class Name'].cat.codes
return df
TRAIN_NUM_SAMPLES = 100
TEST_NUM_SAMPLES = 25
CLASSES_TO_KEEP = 'sci' # Class name should contain 'sci' in it to keep science categories
df_train = sample_data(df_train, TRAIN_NUM_SAMPLES, CLASSES_TO_KEEP)
df_test = sample_data(df_test, TEST_NUM_SAMPLES, CLASSES_TO_KEEP)
df_train.value_counts('Class Name')
Class Name sci.crypt 100 sci.electronics 100 sci.med 100 sci.space 100 dtype: int64
df_test.value_counts('Class Name')
Class Name sci.crypt 25 sci.electronics 25 sci.med 25 sci.space 25 dtype: int64
Tạo các mục nhúng
Trong phần này, bạn sẽ tìm hiểu cách tạo các mục nhúng cho một đoạn văn bản bằng cách sử dụng các mục nhúng từ Gemini API. Để tìm hiểu thêm về nội dung nhúng, hãy truy cập Hướng dẫn về nội dung nhúng.
Thay đổi về API đối với các mục nhúng nhúng-001
Đối với mô hình nhúng mới, sẽ có một tham số mới cho loại tác vụ và tiêu đề không bắt buộc (chỉ hợp lệ với task_type=RETRIEVAL_DOCUMENT).
Các tham số mới này chỉ áp dụng cho các mô hình nhúng mới nhất.Có các loại tác vụ sau:
| Loại việc cần làm | Nội dung mô tả |
|---|---|
| RETRIEVAL_QUERY | Chỉ định văn bản đã cho là một truy vấn trong chế độ cài đặt tìm kiếm/truy xuất. |
| RETRIEVAL_DOCUMENT | Chỉ định văn bản đã cho là một tài liệu trong chế độ cài đặt tìm kiếm/truy xuất. |
| SEMANTIC_SIMILARITY | Cho biết văn bản đã cho sẽ được dùng để xác định tính tương đồng về mặt văn bản theo ngữ nghĩa (STS). |
| PHÂN LOẠI | Cho biết các mục nhúng sẽ được dùng để phân loại. |
| PHÂN TÍCH | Chỉ định xem các mục nhúng có được dùng để phân cụm hay không. |
from tqdm.auto import tqdm
tqdm.pandas()
from google.api_core import retry
def make_embed_text_fn(model):
@retry.Retry(timeout=300.0)
def embed_fn(text: str) -> list[float]:
# Set the task_type to CLASSIFICATION.
embedding = genai.embed_content(model=model,
content=text,
task_type="classification")
return embedding['embedding']
return embed_fn
def create_embeddings(model, df):
df['Embeddings'] = df['Text'].progress_apply(make_embed_text_fn(model))
return df
model = 'models/embedding-001'
df_train = create_embeddings(model, df_train)
df_test = create_embeddings(model, df_test)
0%| | 0/400 [00:00<?, ?it/s] 0%| | 0/100 [00:00<?, ?it/s]
df_train.head()
Xây dựng mô hình phân loại đơn giản
Tại đây, bạn sẽ xác định một mô hình đơn giản có một lớp ẩn và một đầu ra xác suất của một lớp. Thông tin dự đoán sẽ tương ứng với xác suất một đoạn văn bản là một lớp tin tức cụ thể. Khi bạn xây dựng mô hình, Keras sẽ tự động xáo trộn các điểm dữ liệu.
def build_classification_model(input_size: int, num_classes: int) -> keras.Model:
inputs = x = keras.Input(input_size)
x = layers.Dense(input_size, activation='relu')(x)
x = layers.Dense(num_classes, activation='sigmoid')(x)
return keras.Model(inputs=[inputs], outputs=x)
# Derive the embedding size from the first training element.
embedding_size = len(df_train['Embeddings'].iloc[0])
# Give your model a different name, as you have already used the variable name 'model'
classifier = build_classification_model(embedding_size, len(df_train['Class Name'].unique()))
classifier.summary()
classifier.compile(loss = keras.losses.SparseCategoricalCrossentropy(from_logits=True),
optimizer = keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.001),
metrics=['accuracy'])
Model: "model"
_________________________________________________________________
Layer (type) Output Shape Param #
=================================================================
input_1 (InputLayer) [(None, 768)] 0
dense (Dense) (None, 768) 590592
dense_1 (Dense) (None, 4) 3076
=================================================================
Total params: 593668 (2.26 MB)
Trainable params: 593668 (2.26 MB)
Non-trainable params: 0 (0.00 Byte)
_________________________________________________________________
embedding_size
768
Huấn luyện mô hình để phân loại các nhóm tin
Cuối cùng, bạn có thể huấn luyện một mô hình đơn giản. Sử dụng một số ít thời gian bắt đầu của hệ thống để tránh điều chỉnh quá mức. Thời gian bắt đầu của hệ thống đầu tiên mất nhiều thời gian hơn nhiều so với thời gian còn lại, vì các mục nhúng chỉ cần được tính một lần.
NUM_EPOCHS = 20
BATCH_SIZE = 32
# Split the x and y components of the train and validation subsets.
y_train = df_train['Encoded Label']
x_train = np.stack(df_train['Embeddings'])
y_val = df_test['Encoded Label']
x_val = np.stack(df_test['Embeddings'])
# Train the model for the desired number of epochs.
callback = keras.callbacks.EarlyStopping(monitor='accuracy', patience=3)
history = classifier.fit(x=x_train,
y=y_train,
validation_data=(x_val, y_val),
callbacks=[callback],
batch_size=BATCH_SIZE,
epochs=NUM_EPOCHS,)
Epoch 1/20 /usr/local/lib/python3.10/dist-packages/keras/src/backend.py:5729: UserWarning: "`sparse_categorical_crossentropy` received `from_logits=True`, but the `output` argument was produced by a Softmax activation and thus does not represent logits. Was this intended? output, from_logits = _get_logits( 13/13 [==============================] - 1s 30ms/step - loss: 1.2141 - accuracy: 0.6675 - val_loss: 0.9801 - val_accuracy: 0.8800 Epoch 2/20 13/13 [==============================] - 0s 12ms/step - loss: 0.7580 - accuracy: 0.9400 - val_loss: 0.6061 - val_accuracy: 0.9300 Epoch 3/20 13/13 [==============================] - 0s 13ms/step - loss: 0.4249 - accuracy: 0.9525 - val_loss: 0.3902 - val_accuracy: 0.9200 Epoch 4/20 13/13 [==============================] - 0s 13ms/step - loss: 0.2561 - accuracy: 0.9625 - val_loss: 0.2597 - val_accuracy: 0.9400 Epoch 5/20 13/13 [==============================] - 0s 13ms/step - loss: 0.1693 - accuracy: 0.9700 - val_loss: 0.2145 - val_accuracy: 0.9300 Epoch 6/20 13/13 [==============================] - 0s 13ms/step - loss: 0.1240 - accuracy: 0.9850 - val_loss: 0.1801 - val_accuracy: 0.9600 Epoch 7/20 13/13 [==============================] - 0s 21ms/step - loss: 0.0931 - accuracy: 0.9875 - val_loss: 0.1623 - val_accuracy: 0.9400 Epoch 8/20 13/13 [==============================] - 0s 16ms/step - loss: 0.0736 - accuracy: 0.9925 - val_loss: 0.1418 - val_accuracy: 0.9600 Epoch 9/20 13/13 [==============================] - 0s 20ms/step - loss: 0.0613 - accuracy: 0.9925 - val_loss: 0.1315 - val_accuracy: 0.9700 Epoch 10/20 13/13 [==============================] - 0s 20ms/step - loss: 0.0479 - accuracy: 0.9975 - val_loss: 0.1235 - val_accuracy: 0.9600 Epoch 11/20 13/13 [==============================] - 0s 19ms/step - loss: 0.0399 - accuracy: 0.9975 - val_loss: 0.1219 - val_accuracy: 0.9700 Epoch 12/20 13/13 [==============================] - 0s 21ms/step - loss: 0.0326 - accuracy: 0.9975 - val_loss: 0.1158 - val_accuracy: 0.9700 Epoch 13/20 13/13 [==============================] - 0s 19ms/step - loss: 0.0263 - accuracy: 1.0000 - val_loss: 0.1127 - val_accuracy: 0.9700 Epoch 14/20 13/13 [==============================] - 0s 17ms/step - loss: 0.0229 - accuracy: 1.0000 - val_loss: 0.1123 - val_accuracy: 0.9700 Epoch 15/20 13/13 [==============================] - 0s 20ms/step - loss: 0.0195 - accuracy: 1.0000 - val_loss: 0.1063 - val_accuracy: 0.9700 Epoch 16/20 13/13 [==============================] - 0s 17ms/step - loss: 0.0172 - accuracy: 1.0000 - val_loss: 0.1070 - val_accuracy: 0.9700
Đánh giá hiệu suất của mô hình
Sử dụng Keras Model.evaluate để nhận dữ liệu về độ chính xác và độ hụt dữ liệu của tập dữ liệu kiểm thử.
classifier.evaluate(x=x_val, y=y_val, return_dict=True)
4/4 [==============================] - 0s 4ms/step - loss: 0.1070 - accuracy: 0.9700
{'loss': 0.10700511932373047, 'accuracy': 0.9700000286102295}
Một cách để đánh giá hiệu suất của mô hình là trực quan hoá hiệu suất của thuật toán phân loại. Sử dụng plot_history để xem xu hướng mất dữ liệu và độ chính xác trong các khoảng thời gian bắt đầu của hệ thống.
def plot_history(history):
"""
Plotting training and validation learning curves.
Args:
history: model history with all the metric measures
"""
fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1,2)
fig.set_size_inches(20, 8)
# Plot loss
ax1.set_title('Loss')
ax1.plot(history.history['loss'], label = 'train')
ax1.plot(history.history['val_loss'], label = 'test')
ax1.set_ylabel('Loss')
ax1.set_xlabel('Epoch')
ax1.legend(['Train', 'Validation'])
# Plot accuracy
ax2.set_title('Accuracy')
ax2.plot(history.history['accuracy'], label = 'train')
ax2.plot(history.history['val_accuracy'], label = 'test')
ax2.set_ylabel('Accuracy')
ax2.set_xlabel('Epoch')
ax2.legend(['Train', 'Validation'])
plt.show()
plot_history(history)
Một cách khác để xem hiệu suất của mô hình ngoài việc chỉ đo lường mức độ mất mát và độ chính xác là sử dụng ma trận nhầm lẫn. Ma trận nhầm lẫn cho phép bạn đánh giá hiệu suất của mô hình phân loại vượt ngoài độ chính xác. Bạn có thể xem những điểm bị phân loại sai. Để tạo ma trận nhầm lẫn cho bài toán phân loại nhiều lớp này, hãy lấy các giá trị thực tế trong tập hợp kiểm thử và các giá trị dự đoán.
Bắt đầu bằng cách tạo lớp được dự đoán cho từng ví dụ trong nhóm xác thực bằng cách sử dụng Model.predict().
y_hat = classifier.predict(x=x_val)
y_hat = np.argmax(y_hat, axis=1)
4/4 [==============================] - 0s 4ms/step
labels_dict = dict(zip(df_test['Class Name'], df_test['Encoded Label']))
labels_dict
{'sci.crypt': 0, 'sci.electronics': 1, 'sci.med': 2, 'sci.space': 3}
cm = skmetrics.confusion_matrix(y_val, y_hat)
disp = skmetrics.ConfusionMatrixDisplay(confusion_matrix=cm,
display_labels=labels_dict.keys())
disp.plot(xticks_rotation='vertical')
plt.title('Confusion matrix for newsgroup test dataset');
plt.grid(False)
Các bước tiếp theo
Để tìm hiểu thêm về cách sử dụng tính năng nhúng, hãy xem các hướng dẫn khác sau đây: