Creare un copione di formazione

Per creare un modello personalizzato, devi avere uno script di addestramento Python che crei e addestri il modello personalizzato. Inizializza il job di addestramento con lo script di addestramento Python, quindi richiama il metodo run del job di addestramento per eseguire lo script.

In questo argomento, creerai lo script di addestramento, quindi specificherai gli argomenti dei comandi per lo script di addestramento.

Creare uno script di addestramento

In questa sezione creerai uno script di addestramento. Questo script è un nuovo file nell'ambiente notebook denominato task.py. Più avanti in questo tutorial, passerai questo script al aiplatform.CustomTrainingJob costruttore. Quando lo script viene eseguito, esegue le seguenti operazioni:

  • Carica i dati nel set di dati BigQuery che hai creato.

  • Utilizza l' API TensorFlow Keras per creare, compilare e addestrare il modello.

  • Specifica il numero di epoche e la dimensione del batch da utilizzare quando viene richiamato il metodo Keras Model.fit.

  • Specifica dove salvare gli artefatti del modello utilizzando la variabile di ambiente AIP_MODEL_DIR. AIP_MODEL_DIR è impostata da Vertex AI e contiene l'URI di una directory per il salvataggio degli artefatti del modello. Per maggiori informazioni, consulta Variabili di ambiente per directory Cloud Storage speciali.

  • Esporta un TensorFlow SavedModel nella directory del modello. Per maggiori informazioni, consulta Utilizzo del SavedModel formato sul sito web di TensorFlow.

Per creare lo script di addestramento, esegui il seguente codice nel notebook:

%%writefile task.py

import argparse
import numpy as np
import os

import pandas as pd
import tensorflow as tf

from google.cloud import bigquery
from google.cloud import storage

# Read environmental variables
training_data_uri = os.getenv("AIP_TRAINING_DATA_URI")
validation_data_uri = os.getenv("AIP_VALIDATION_DATA_URI")
test_data_uri = os.getenv("AIP_TEST_DATA_URI")

# Read args
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--label_column', required=True, type=str)
parser.add_argument('--epochs', default=10, type=int)
parser.add_argument('--batch_size', default=10, type=int)
args = parser.parse_args()

# Set up training variables
LABEL_COLUMN = args.label_column

# See https://cloud.google.com/gemini-enterprise-agent-platform/machine-learning/workbench/managed/executor#explicit-project-selection for issues regarding permissions.
PROJECT_NUMBER = os.environ["CLOUD_ML_PROJECT_ID"]
bq_client = bigquery.Client(project=PROJECT_NUMBER)


# Download a table
def download_table(bq_table_uri: str):
    # Remove bq:// prefix if present
    prefix = "bq://"
    if bq_table_uri.startswith(prefix):
        bq_table_uri = bq_table_uri[len(prefix) :]

    # Download the BigQuery table as a dataframe
    # This requires the "BigQuery Read Session User" role on the custom training service account.
    table = bq_client.get_table(bq_table_uri)
    return bq_client.list_rows(table).to_dataframe()

# Download dataset splits
df_train = download_table(training_data_uri)
df_validation = download_table(validation_data_uri)
df_test = download_table(test_data_uri)

def convert_dataframe_to_dataset(
    df_train: pd.DataFrame,
    df_validation: pd.DataFrame,
):
    df_train_x, df_train_y = df_train, df_train.pop(LABEL_COLUMN)
    df_validation_x, df_validation_y = df_validation, df_validation.pop(LABEL_COLUMN)

    y_train = tf.convert_to_tensor(np.asarray(df_train_y).astype("float32"))
    y_validation = tf.convert_to_tensor(np.asarray(df_validation_y).astype("float32"))

    # Convert to numpy representation
    x_train = tf.convert_to_tensor(np.asarray(df_train_x).astype("float32"))
    x_test = tf.convert_to_tensor(np.asarray(df_validation_x).astype("float32"))

    # Convert to one-hot representation
    num_species = len(df_train_y.unique())
    y_train = tf.keras.utils.to_categorical(y_train, num_classes=num_species)
    y_validation = tf.keras.utils.to_categorical(y_validation, num_classes=num_species)

    dataset_train = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((x_train, y_train))
    dataset_validation = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((x_test, y_validation))
    return (dataset_train, dataset_validation)

# Create datasets
dataset_train, dataset_validation = convert_dataframe_to_dataset(df_train, df_validation)

# Shuffle train set
dataset_train = dataset_train.shuffle(len(df_train))

def create_model(num_features):
    # Create model
    Dense = tf.keras.layers.Dense
    model = tf.keras.Sequential(
        [
            Dense(
                100,
                activation=tf.nn.relu,
                kernel_initializer="uniform",
                input_dim=num_features,
            ),
            Dense(75, activation=tf.nn.relu),
            Dense(50, activation=tf.nn.relu),
            Dense(25, activation=tf.nn.relu),
            Dense(3, activation=tf.nn.softmax),
        ]
    )

    # Compile Keras model
    optimizer = tf.keras.optimizers.RMSprop(lr=0.001)
    model.compile(
        loss="categorical_crossentropy", metrics=["accuracy"], optimizer=optimizer
    )

    return model

# Create the model
model = create_model(num_features=dataset_train._flat_shapes[0].dims[0].value)

# Set up datasets
dataset_train = dataset_train.batch(args.batch_size)
dataset_validation = dataset_validation.batch(args.batch_size)

# Train the model
model.fit(dataset_train, epochs=args.epochs, validation_data=dataset_validation)

tf.saved_model.save(model, os.getenv("AIP_MODEL_DIR"))

Dopo aver creato lo script, viene visualizzato nella cartella principale del notebook: Visualizza lo script di addestramento.

Definire gli argomenti per lo script di addestramento

Passa i seguenti argomenti della riga di comando allo script di addestramento:

  • label_column : identifica la colonna nei dati che contiene ciò che vuoi prevedere. In questo caso, la colonna è species. L'hai definita in una variabile denominata LABEL_COLUMN quando hai elaborato i dati. Per maggiori informazioni, consulta Scaricare, pre-elaborare e dividere i dati.

  • epochs : il numero di epoche utilizzate durante l'addestramento del modello. Un' epoca è un'iterazione sui dati durante l'addestramento del modello. Questo tutorial utilizza 20 epoche.

  • batch_size : il numero di campioni elaborati prima dell'aggiornamento del tuo modello. Questo tutorial utilizza una dimensione del batch di 10.

Per definire gli argomenti passati allo script, esegui il seguente codice:

JOB_NAME = "custom_job_unique"

EPOCHS = 20
BATCH_SIZE = 10

CMDARGS = [
    "--label_column=" + LABEL_COLUMN,
    "--epochs=" + str(EPOCHS),
    "--batch_size=" + str(BATCH_SIZE),
]