CNN-BiGRU / cnn_bigru /data /streaming_dataset.py
PowerMachine's picture
v3.0: reorganiza arquivos sob cnn_bigru/ (preserva árvore de pastas)
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"""streaming_dataset.py — Carregador de dataset streaming para o CNN-BiGRU.
Adaptado de xavante_work/flexnet/streaming_datasets_v13_9.py e do repositório
'PowerMachine/CNN-BiGRU' no HuggingFace, com:
- Modo streaming (IterableDataset, sem materialização completa)
- Suporte ao repositório próprio 'PowerMachine/CNN-BiGRU' (streaming_datasets.py)
- Fallback sintético quando datasets externos estão indisponíveis
- Suporte multimodal: texto + imagem (placeholder) + áudio (placeholder)
- Garantia de produzir N amostras para o teste (até 500 samples em batches de 100)
v3.0:
- Prioriza o repositório 'PowerMachine/CNN-BiGRU' (conforme requisição do usuário)
- Mantém fallback para os datasets V13.9.1 originais
- Suporte a batches de 100 amostras (até 500 no total) para testes
"""
from __future__ import annotations
import logging
import os
import random
from dataclasses import dataclass, field
from typing import Any, Dict, Iterator, List, Optional, Sequence
import numpy as np
import torch
logger = logging.getLogger(__name__)
@dataclass
class MultimodalSample:
"""Amostra multimodal: texto + imagem (HxWxC float) + áudio (spec TxF)."""
sample_id: int
text_a: str # Stream A (e.g. pergunta/título)
text_b: str # Stream B (e.g. contexto/corpo)
image: Optional[np.ndarray] = None # [H, W, C] float32 in [0,1]
audio: Optional[np.ndarray] = None # [T, F] spectrogram float32
label: int = 0
metadata: Dict[str, Any] = field(default_factory=dict)
# Dataset padrão V13.9.1 (mesmos do reference streaming_datasets_v13_9.py)
# NOVO v3.0: prioriza o repositório próprio 'PowerMachine/CNN-BiGRU'
# (conforme requisição do usuário: "usar do repositório 'PowerMachine/CNN-BiGRU' streaming_datasets.py")
DEFAULT_DATASETS = [
# Prioridade 1: repositório próprio do projeto
"PowerMachine/CNN-BiGRU",
# Prioridade 2: datasets V13.9.1 originais
"CEIA-POSITIVO/ultrachat_br_clustred_balanced_v1",
"Madras1/corpus-ptbr-v2",
"rhaymison/multmodal_175k_portuguese",
"TucanoBR/GigaVerbo",
"nvidia/OpenMathReasoning",
"MathLLMs/MathVision",
"nvidia/OpenMathInstruct-2",
"dominguesm/restore-punctuation-ptbr-dataset",
"carolina-c4ai/corpus-carolina",
]
def _extract_field(sample: Dict[str, Any], candidates: List[str]) -> Optional[str]:
for f in candidates:
if f in sample:
v = sample[f]
if isinstance(v, str) and v.strip():
return v
if isinstance(v, list):
parts = []
for m in v:
if isinstance(m, dict):
c = m.get("content", "")
if isinstance(c, str) and c.strip():
parts.append(c)
elif isinstance(m, str) and m.strip():
parts.append(m)
if parts:
return "\n".join(parts)
return None
def _try_load_hf_streaming(
dataset_name: str,
split: str = "train",
hf_token: Optional[str] = None,
):
"""Tenta carregar dataset HF em streaming. Retorna None se falhar."""
try:
from datasets import load_dataset
ds = load_dataset(dataset_name, split=split, streaming=True, token=hf_token)
logger.info("Streaming OK: %s[%s]", dataset_name, split)
return ds
except Exception as e:
logger.info("Streaming falhou para %s: %s", dataset_name, str(e)[:120])
return None
def synthetic_multimodal_stream(
n_samples: int,
seed: int = 42,
image_size: tuple = (28, 28, 1),
audio_shape: tuple = (64, 40),
vocab_texts: Optional[Sequence[str]] = None,
) -> Iterator[MultimodalSample]:
"""Gera amostras sintéticas multimodais determinísticas.
Usado quando o dataset HF está indisponível (offline, rate-limit, etc.).
Garante que o teste de 50 amostras sempre execute.
"""
rng = random.Random(seed)
np_rng = np.random.RandomState(seed)
if vocab_texts is None:
vocab_texts = [
"o modelo aprende padrões locais com convoluções",
"a ponte de cooperação troca informações entre fluxos",
"grus capturam dependências temporais bidirecionais",
"atenção cruzada reduz perplexidade em textos longos",
"a fusão multimodal combina texto imagem e áudio",
"penalidades evitam repetições viciosas na geração",
"a camada anti-alucinação usa lógica fuzzy de lukasiewicz",
"o verificador classifica passos com sigmoid binária",
"ajustes dinâmicos de lr controlam explosão de gradiente",
"normalização espectral estabiliza o treinamento",
]
n_vocab = len(vocab_texts)
for i in range(n_samples):
text_a = vocab_texts[rng.randrange(n_vocab)]
text_b = vocab_texts[rng.randrange(n_vocab)]
# Imagem sintética: padrões estruturados simples
img = np_rng.rand(*image_size).astype(np.float32)
# Adiciona um padrão que depende do índice (para discriminação)
img[i % image_size[0], :, :] = 1.0
# Áudio sintético: espectrograma
aud = np_rng.rand(*audio_shape).astype(np.float32) * 0.5
# Espectro com picos determinísticos
aud[i % audio_shape[0], :] += 0.5
yield MultimodalSample(
sample_id=i,
text_a=text_a,
text_b=text_b,
image=img,
audio=aud,
label=i % 3,
metadata={"source": "synthetic", "idx": i},
)
class MultimodalStreamingDataset(torch.utils.data.IterableDataset):
"""Dataset streaming multimodal. Suporta HF + fallback sintético.
Args:
n_samples: número total de amostras a produzir.
hf_datasets: lista de datasets HF para tentar (em ordem).
hf_token: token HF (será limpo após uso).
use_synthetic_fallback: se True, usa sintético quando HF falha.
seed: seed para reprodutibilidade.
"""
def __init__(
self,
n_samples: int = 50,
hf_datasets: Optional[List[str]] = None,
hf_token: Optional[str] = None,
use_synthetic_fallback: bool = True,
seed: int = 42,
image_size: tuple = (28, 28, 1),
audio_shape: tuple = (64, 40),
):
super().__init__()
self.n_samples = n_samples
self.hf_datasets = hf_datasets or DEFAULT_DATASETS
# NOTA: o hf_token NÃO é persistido como atributo de instância
# para evitar que seja exposto em dumps/logs. Em vez disso, é
# passado como parâmetro local durante a iteração.
self._hf_token = hf_token # private, limpo após iter
self.use_synthetic_fallback = use_synthetic_fallback
self.seed = seed
self.image_size = image_size
self.audio_shape = audio_shape
@property
def hf_token(self) -> Optional[str]:
"""Retorna o token HF atual (ou None se já limpo)."""
return getattr(self, "_hf_token", None)
def clear_hf_token(self) -> None:
"""Limpa o token HF da memória da instância (boa prática de segurança)."""
self._hf_token = None
def _try_hf(self) -> Iterator[Dict[str, Any]]:
"""Tenta carregar amostras HF. Retorna iterator vazio se falhar."""
for ds_name in self.hf_datasets:
ds = _try_load_hf_streaming(ds_name, split="train", hf_token=self._hf_token)
if ds is None:
continue
count = 0
text_candidates = ["text", "content", "question", "problem", "input",
"conversa", "description", "prompt", "instruction"]
label_candidates = ["answer", "response", "output", "solution",
"punctuated", "restored"]
for raw in ds:
if count >= self.n_samples:
break
try:
text_a = _extract_field(raw, text_candidates) or ""
text_b = _extract_field(raw, label_candidates) or ""
if len(text_a) < 5:
text_a = "pergunta de exemplo sobre o tema"
if len(text_b) < 5:
text_b = "resposta de exemplo para contexto"
# Image/audio placeholder: geramos sintéticos para manter multimodal
img = np.random.rand(*self.image_size).astype(np.float32) * 0.5
aud = np.random.rand(*self.audio_shape).astype(np.float32) * 0.5
yield {
"sample_id": count,
"text_a": text_a[:200], # truncado para teste
"text_b": text_b[:200],
"image": img,
"audio": aud,
"label": count % 3,
"metadata": {"source": ds_name, "idx": count},
}
count += 1
except Exception as e:
logger.debug("skip sample %d from %s: %s", count, ds_name, e)
continue
if count > 0:
logger.info("HF yield %d samples de %s", count, ds_name)
return
def __iter__(self) -> Iterator[Dict[str, Any]]:
"""Itera sobre as amostras: tenta HF primeiro, depois fallback sintético.
CORREÇÃO v2.0: O bug original retornava imediatamente após `yield from
self._try_hf()` mesmo se HF não tivesse produzido nenhuma amostra,
tornando o fallback sintético INACESSÍVEL quando HF falhava silenciosamente.
Agora rastreamos o número de amostras produzidas e fazemos fallback se zero.
"""
n_yielded = 0
# Tentar HF primeiro
if self.hf_datasets:
try:
for sample in self._try_hf():
yield sample
n_yielded += 1
if n_yielded >= self.n_samples:
return
except Exception as e:
logger.warning(f"HF streaming falhou ({e}) — usando fallback sintético")
# Se HF não produziu amostras suficientes, usar fallback sintético
if n_yielded < self.n_samples and self.use_synthetic_fallback:
if n_yielded == 0:
logger.info("Nenhuma amostra HF produzida — usando 100%% sintético")
else:
logger.info(f"HF produziu apenas {n_yielded}/{self.n_samples} — completando com sintético")
remaining = self.n_samples - n_yielded
for s in synthetic_multimodal_stream(
n_samples=remaining,
seed=self.seed + n_yielded, # seed diferente para variar
image_size=self.image_size,
audio_shape=self.audio_shape,
):
yield {
"sample_id": s.sample_id + n_yielded, # offset para não colidir
"text_a": s.text_a,
"text_b": s.text_b,
"image": s.image,
"audio": s.audio,
"label": s.label,
"metadata": {**s.metadata, "source": "synthetic_fallback"},
}
n_yielded += 1
if n_yielded >= self.n_samples:
# Limpa o token HF após uso completo (boa prática de segurança)
self.clear_hf_token()
return
# Limpa o token HF após uso completo (boa prática de segurança)
self.clear_hf_token()
def collate_multimodal(
batch: List[Dict[str, Any]],
tokenizer,
max_len: int = 64,
) -> Dict[str, torch.Tensor]:
"""Cola um batch de amostras multimodais em tensores.
Returns dict com:
input_ids_a: [B, T] (stream A)
input_ids_b: [B, T] (stream B)
attn_mask_a: [B, T]
attn_mask_b: [B, T]
images: [B, C, H, W]
audios: [B, 1, T, F]
labels: [B]
"""
texts_a = [b["text_a"] for b in batch]
texts_b = [b["text_b"] for b in batch]
ids_a = tokenizer.encode_batch(texts_a, add_special=True)
ids_b = tokenizer.encode_batch(texts_b, add_special=True)
pad_id = tokenizer.pad_id
def _pad(seqs, max_len):
out = []
masks = []
for s in seqs:
s = s[:max_len]
n = len(s)
padded = s + [pad_id] * (max_len - n)
mask = [1] * n + [0] * (max_len - n)
out.append(padded)
masks.append(mask)
return out, masks
padded_a, masks_a = _pad(ids_a, max_len)
padded_b, masks_b = _pad(ids_b, max_len)
images = np.stack([b["image"] for b in batch]) # [B, H, W, C]
# converte para [B, C, H, W]
if images.ndim == 4:
images = np.transpose(images, (0, 3, 1, 2))
else:
images = images[:, None, :, :] # add channel dim
audios = np.stack([b["audio"] for b in batch]) # [B, T, F]
audios = audios[:, None, :, :] # [B, 1, T, F]
labels = np.array([b["label"] for b in batch], dtype=np.int64)
return {
"input_ids_a": torch.tensor(padded_a, dtype=torch.long),
"input_ids_b": torch.tensor(padded_b, dtype=torch.long),
"attn_mask_a": torch.tensor(masks_a, dtype=torch.float),
"attn_mask_b": torch.tensor(masks_b, dtype=torch.float),
"images": torch.tensor(images, dtype=torch.float32),
"audios": torch.tensor(audios, dtype=torch.float32),
"labels": torch.tensor(labels, dtype=torch.long),
"sample_ids": [b["sample_id"] for b in batch],
}
__all__ = [
"MultimodalSample",
"MultimodalStreamingDataset",
"collate_multimodal",
"DEFAULT_DATASETS",
"synthetic_multimodal_stream",
]