【手摸手学ModelArts】Copy攻城狮信手”粘“来 AI 对对联

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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。

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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。

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

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。

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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华为云开发了AI写春联、送祝福的小程序，采用GPT深度学习模型，通过海量文本数据在云端预训练学习，基于在公开对联数据上进行微调，最终实现春联自动生成。“云上过新年”，AI春联也能拥有满满年味，写春联，甭发愁。新版小程序即将上线，可在微信搜索EI体验空间输入关键词自动生成。

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重要的事情说三遍：
记得关注「EI体验空间」小程序！
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如果您有想法与交流，欢迎关注公众号：「胡琦」，或者 wechat： 「Hugi66」，资深Copy攻城狮，期待您带飞！

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