KerasSequential分类训练 (KerasSequentialClassifierTrainBatchOp)

Java 类名：com.alibaba.alink.operator.batch.classification.KerasSequentialClassifierTrainBatchOp

Python 类名：KerasSequentialClassifierTrainBatchOp

功能介绍

构建一个 Keras 的 Sequential 模型，
训练分类模型。

通过 layers 参数指定构成 Sequential 模型的网络层，Alink 会自动在最开始添加 Input 层，在最后添加 Dense 层和激活层，得到完整的模型用于训练。

指定 layers 参数时，使用的是 Python 语句，例如

"Conv1D(256, 5, padding='same', activation='relu')",
"Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
"Dropout(0.1)",
"MaxPooling1D(pool_size=8)",
"Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
"Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
"Flatten()"

tf.keras.layers 内的网络层已经提前 import，可以直接使用。
使用的 TensorFlow 版本是 2.3.1。

该组件可以接 KerasSequentialClassifierPredictBatchOp 或 KerasSequentialClassifierPredictStreamOp 进行推理。

参数说明

名称	中文名称	描述	类型	是否必须？	取值范围	默认值
labelCol	标签列名	输入表中的标签列名	String	✓
layers	各 layer 的描述	各 layer 的描述，使用 Python 语法，例如 “Conv1D(256, 5, padding=‘same’, activation=‘relu’)”	String[]	✓
tensorCol	tensor列	tensor列	String	✓	所选列类型为 [DENSE_VECTOR, SPARSE_VECTOR, STRING, VECTOR]
batchSize	数据批大小	数据批大小	Integer			128
bestMetric	最优指标	判断模型最优时用的指标，仅在总并发度为 1 时起作用。都支持的有：loss； 二分类还支持：auc, precision, recall, binary_accuracy, false_negatives, false_positives, true_negatives, true_positives；多分类还支持：sparse_categorical_accuracy；回归还支持：mean_absolute_error, mean_absolute_percentage_error, mean_squared_error, mean_squared_logarithmic_error, root_mean_squared_error	String			“loss”
checkpointFilePath	保存 checkpoint 的路径	用于保存中间结果的路径，将作为 TensorFlow 中 Estimator 的 model_dir 传入，需要为所有 worker 都能访问到的目录	String			null
intraOpParallelism	Op 间并发度	Op 间并发度	Integer			4
learningRate	学习率	学习率	Double			0.001
numEpochs	epoch数	epoch数	Integer			10
numPSs	PS 角色数	PS 角色的数量。值未设置时，如果 Worker 角色数也未设置，则为作业总并发度的 1/4（需要取整），否则为总并发度减去 Worker 角色数。	Integer			null
numWorkers	Worker 角色数	Worker 角色的数量。值未设置时，如果 PS 角色数也未设置，则为作业总并发度的 3/4（需要取整），否则为总并发度减去 PS 角色数。	Integer			null
optimizer	优化器	优化器，使用 Python 语法，例如 “Adam(learning_rate=0.1)”	String			“Adam()”
pythonEnv	Python 环境路径	Python 环境路径，一般情况下不需要填写。如果是压缩文件，需要解压后得到一个目录，且目录名与压缩文件主文件名一致，可以使用 http://, https://, oss://, hdfs:// 等路径；如果是目录，那么只能使用本地路径，即 file://。	String			""
removeCheckpointBeforeTraining	是否在训练前移除 checkpoint 相关文件	是否在训练前移除 checkpoint 相关文件用于重新训练，只会删除必要的文件	Boolean			null
saveBestOnly	是否导出最优的 checkpoint	是否导出最优的 checkpoint，仅在总并发度为 1 时生效	Boolean			false
saveCheckpointsEpochs	每隔多少 epochs 保存 checkpoints	每隔多少 epochs 保存 checkpoints	Double			1.0
saveCheckpointsSecs	每隔多少秒保存 checkpoints	每隔多少秒保存 checkpoints	Double
validationSplit	验证集比例	验证集比例，仅在总并发度为 1 时生效	Double			0.0

代码示例

** 以下代码仅用于示意，可能需要修改部分代码或者配置环境后才能正常运行！**

Python 代码

source = CsvSourceBatchOp() \
    .setFilePath("https://alink-release.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/data-files/random_tensor.csv") \
    .setSchemaStr("tensor string, label int")

source = ToTensorBatchOp() \
    .setSelectedCol("tensor") \
    .setTensorDataType("DOUBLE") \
    .setTensorShape([200, 3]) \
    .linkFrom(source)

trainBatchOp = KerasSequentialClassifierTrainBatchOp() \
    .setTensorCol("tensor") \
    .setLabelCol("label") \
    .setLayers([
        "Conv1D(256, 5, padding='same', activation='relu')",
        "Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
        "Dropout(0.1)",
        "MaxPooling1D(pool_size=8)",
        "Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
        "Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
        "Flatten()"
    ]) \
    .setOptimizer("Adam()") \
    .setNumEpochs(1) \
    .linkFrom(source)

predictBatchOp = KerasSequentialClassifierPredictBatchOp() \
    .setPredictionCol("pred") \
    .setPredictionDetailCol("pred_detail") \
    .setReservedCols(["label"]) \
    .linkFrom(trainBatchOp, source)
predictBatchOp.lazyPrint(10)
BatchOperator.execute()

Java 代码

import com.alibaba.alink.operator.batch.BatchOperator;
import com.alibaba.alink.operator.batch.classification.KerasSequentialClassifierPredictBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.classification.KerasSequentialClassifierTrainBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.dataproc.ToTensorBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.source.CsvSourceBatchOp;
import org.junit.Test;

public class KerasSequentialClassifierTrainBatchOpTest {

	@Test
	public void testKerasSequentialClassifierTrainBatchOp() throws Exception {
		BatchOperator<?> source = new CsvSourceBatchOp()
			.setFilePath("https://alink-release.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/data-files/random_tensor.csv")
			.setSchemaStr("tensor string, label int");

		source = new ToTensorBatchOp()
			.setSelectedCol("tensor")
			.setTensorDataType("DOUBLE")
			.setTensorShape(200, 3)
			.linkFrom(source);

		KerasSequentialClassifierTrainBatchOp trainBatchOp = new KerasSequentialClassifierTrainBatchOp()
			.setTensorCol("tensor")
			.setLabelCol("label")
			.setLayers(new String[] {
				"Conv1D(256, 5, padding='same', activation='relu')",
				"Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
				"Dropout(0.1)",
				"MaxPooling1D(pool_size=8)",
				"Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
				"Conv1D(128, 5, padding='same', activation='relu')",
				"Flatten()"
			})
			.setOptimizer("Adam()")
			.setNumEpochs(1)
			.linkFrom(source);

		KerasSequentialClassifierPredictBatchOp predictBatchOp = new KerasSequentialClassifierPredictBatchOp()
			.setPredictionCol("pred")
			.setPredictionDetailCol("pred_detail")
			.setReservedCols("label")
			.linkFrom(trainBatchOp, source);
		predictBatchOp.lazyPrint(10);
		BatchOperator.execute();
	}
}

运行结果

label	pred	pred_detail
0	0	{“0”:0.636155836712713,“1”:0.36384416328728697}
1	0	{“0”:0.6334926095655181,“1”:0.3665073904344819}
1	0	{“0”:0.6381823204965642,“1”:0.3618176795034358}
1	0	{“0”:0.6376416296248051,“1”:0.362358370375195}
1	0	{“0”:0.6345856985385896,“1”:0.36541430146141035}
1	0	{“0”:0.6357593109428179,“1”:0.364240689057182}
0	0	{“0”:0.6404387449594703,“1”:0.3595612550405296}
1	0	{“0”:0.6372702905549685,“1”:0.36272970944503136}
0	0	{“0”:0.635502012172225,“1”:0.36449798782777487}
0	0	{“0”:0.6262401788033837,“1”:0.37375982119661644}