神经机器翻译(NMT)开源工具


博客地址:http://blog.youkuaiyun.com/wangxinginnlp/article/details/52944432


工具名称:T2T: Tensor2Tensor Transformers

地址:https://github.com/tensorflow/tensor2tensor

语言:Python/Tensorflow

简介:★ 五颗星

https://research.googleblog.com/2017/06/accelerating-deep-learning-research.html



工具名称:dl4mt

地址:https://github.com/nyu-dl/dl4mt-tutorial/tree/master/session2

语言:Python/Theano

简介:

Attention-based encoder-decoder model for machine translation.  

New York University Kyunghyun Cho博士组开发。


工具名称:blocks

地址:https://github.com/mila-udem/blocks

语言:Python/Theano

去年,谷歌发布了 Google Neural Machine Translation (GNMT),即谷歌神经机器翻译,一个 sequence-to-sequence (“seq2seq”) 的模型。现在,它已经用于谷歌翻译的产品系统。   虽然消费者感受到的提升并不十分明显,谷歌宣称,GNMT翻译质量带来了巨大飞跃。   但谷歌想做的显然不止于此。其在官方博客表示:“由于外部研究人员无法获取训练这些模型的框架,GNMT 的影响力受到了束缚。”   如何把该技术的影响力最大化?答案只有一个——开源。   因而,谷歌于昨晚发布了 tf-seq2seq —— 基于 TensorFlow 的 seq2seq 框架。谷歌表示,它使开发者试验 seq2seq 模型变得更方便,更容易达到一流的效果。另外,tf-seq2seq 的代码库很干净并且模块化,保留了全部的测试覆盖,并把所有功能写入文件。   该框架支持标准 seq2seq 模型的多种配置,比如编码器/解码器的深度、注意力机制(attention mechanism)、RNN 单元类型以及 beam size。这样的多功能性,能帮助研究人员找到最优的超参数,也使它超过了其他框架。详情请参考谷歌论文《Massive Exploration of Neural Machine Translation Architectures》。   上图所示,是一个从中文到英文的 seq2seq 翻译模型。每一个时间步骤,编码器接收一个汉字以及它的上一个状态(黑色箭头),然后生成输出矢量(蓝色箭头)。下一步,解码器一个词一个词地生成英语翻译。在每一个时间步骤,解码器接收上一个字词、上一个状态、所有编码器的加权输出和,以生成下一个英语词汇。雷锋网(公众号:雷锋网)提醒,在谷歌的执行中,他们使用 wordpieces 来处理生僻字词。   据雷锋网了解,除了机器翻译,tf-seq2seq 还能被应用到其他 sequence-to-sequence 任务上;即任何给定输入顺序、需要学习输出顺序的任务。这包括 machine summarization、图像抓取、语音识别、对话建模。谷歌自承,在设计该框架时可以说是十分地仔细,才能维持这个层次的广适性,并提供人性化的教程、预处理数据以及其他的机器翻译功能。   谷歌在博客表示: “我们希望,你会用 tf-seq2seq 来加速(或起步)你的深度学习研究。我们欢迎你对 GitHub 资源库的贡献。有一系列公开的问题需要你的帮助!”   GitHub 地址:https://github.com/google/seq2seq   GitHub 资源库:https://google.github.io/seq2seq/nmt/ 标签:tensorflow  seq2seq  谷歌  机器学习
### 山东大学自然语言处理实验中的神经机器翻译NMT)模型实现 神经机器翻译(Neural Machine Translation, NMT)是一种基于深度学习的机器翻译方法,它通过构建一个大型的神经网络来完成从源语言到目标语言的翻译任务。相比于传统的统计机器翻译(Statistical Machine Translation, SMT),NMT 模型能够更好地捕捉句子的上下文信息,并生成更加流畅和准确的翻译结果[^1]。 在山东大学自然语言处理实验室中,关于 NMT 的研究与实验通常涉及以下几个方面: #### 1. 数据预处理 在进行神经机器翻译之前,需要对原始语料进行清洗、分词和标记化处理。这一过程包括但不限于去除噪声数据、标准化文本格式以及将句子分割为单词或子词单元。例如,可以使用开源工具如 Moses 或者 SentencePiece 来完成分词任务[^2]。 ```python from sentencepiece import SentencePieceProcessor # 初始化 SentencePiece 模型 sp = SentencePieceProcessor() sp.load("m.model") # 对输入句子进行编码 input_sentence = "这是一个测试句子。" encoded = sp.encode_as_pieces(input_sentence) print(encoded) ``` #### 2. 模型架构设计 目前主流的 NMT 架构包括基于 RNN 的编码器-解码器模型、Transformer 模型等。其中 Transformer 因其高效性和并行化能力而被广泛采用。以下是一个简单的 Transformer 模型定义示例: ```python import torch.nn as nn from transformers import TransformerModel class NMTModel(nn.Module): def __init__(self, vocab_size, d_model, nhead, num_encoder_layers, num_decoder_layers): super(NMTModel, self).__init__() self.transformer = TransformerModel(d_model=d_model, nhead=nhead, num_encoder_layers=num_encoder_layers, num_decoder_layers=num_decoder_layers) self.fc_out = nn.Linear(d_model, vocab_size) def forward(self, src, tgt): transformer_output = self.transformer(src, tgt) output = self.fc_out(transformer_output) return output ``` #### 3. 训练与优化 训练 NMT 模型时,通常会使用交叉熵损失函数来衡量预测分布与真实标签之间的差异。此外,还可以引入正则化技术(如 Dropout)以防止过拟合。同时,在大规模数据集上训练时,建议使用分布式训练框架以加速收敛速度[^1]。 #### 4. 性能评估 为了评估 NMT 模型的表现,可以采用 BLEU 分数、TER 等指标对其进行定量分析。这些指标能够反映译文质量的好坏程度。除此之外,也可以邀请人工评测员对翻译结果进行主观打分。
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