论文：T5-SR: A Unified Seq-to-Seq Decoding Strategy for Semantic Parsing
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北大 & 中科大，arXiv:2306.08368
文章目录
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- 一、论文速读
- 二、中间表示：SSQL
- [三、Score Re-estimator](#三、Score Re-estimator)
- 四、总结
一、论文速读
本文设计了一个 NL 和 SQL 的中间表示 SSQL，然后使用 seq2seq 模型，输入 NL 和 table schema，输出 SSQL，然后再基于 SSQL 构建出 SQL。
论文提出了使用 seq2seq 来做 Text2SQL 的两个挑战：
- seq2seq 能否产生模式上正确的 SQL？论文发现，seq2seq 模型能够产生合法的 SQL skeleton，但细节上的 schematic info prediction 容易出错。因此，本文引入 SSQL 作为 seq2seq 的中间表示，SSQL 目标是保留 NL 的语义信息，但去除掉 user query 没有表达的 database-schema-related 信息。
- seq2seq 能否产生语义一致的 SQL？论文指出，由于 seq2seq 的单向解码的机制，产生整个语义一致的 sequences 是难以保证的，QA 场景也许有较大容错性，但这在生成 SQL 上会产生灾难性失败。此外，论文发现 seq2seq 模型在使用 beam search 时是能够预测出正确的 SQL，但可能会给他们较低的 scores。为此，这里引入一个 score re-estimator 来重排所有 candidate predictions。
二、中间表示：SSQL
Semantic-SQL（SSQL）的设计目标是去除掉标准 SQL 表达式中不必要的 schema-related 信息。主要基于原来的 SQL 语法做了如下改动：
- 通过消除掉 JOIN 子句来简化 FROM 语句。SSQL 只预测出需要哪些表，但不需要指明如何 JOIN 起来，后序会使用 Steiner Tree Algorithm 来将使用的 tables JOIN 起来，从而生成 SQL。
- 将 TABLE 和 COLUMN 结合为一个 string。标准 SQL 是 column 名和 table 名分开的，这里将输入的 schema 中将 TABLE 和 COLUMN 连接在一起，那输出中也就自然在一起了。
下面是一个 SSQL 的示例以及 JOIN 子句的预测：
三、Score Re-estimator
由于 seq2seq 在使用 beam search 时，可能会给 correct prediction 赋予较低的 scores，因此这里引入额外的 score re-estimator 来重新排序所有的 candidate predictions。score re-estimator 就是根据 candidate SQL 和 NL query 之间的语义一致性来计算一个得分。
score re-estimator 的实现图示如下：
它通过 [CLS] 得到一个分数，并将其与 seq2seq score 进行加权组合来得到最终的 score：
seq2seq score 是在生成 token 时，根据 seq2seq 生成 token 的概率值来计算得到的，这个 score 可以看作是生成该序列的 log-likelihood，即模型认为这个序列是正确输出的相对可能性。在 beam-search 策略中，会选择概率最高的序列作为最终生成的序列。
训练 score re-estimator 的方法，就是期待它能给正确的 NL-SQL pair 以更高的概率分，在做监督训练时，论文还采用了一个 trick：使用 soft logits 作为监督信号，原论文解释如下：
这样能更加对 beam search 中排名最高的候选者保持怀疑的态度。
四、总结
本文模型是通过引入中间表示并使用 seq2seq（T5）来解决 Text2SQL 任务，同时论文中也指出了使用 seq2seq 在 Text2SQL 任务下的难点。
该工作还引入了 SSQL 这样的中间表示，它比 SemQL、RAT-SQL IR 等中间表示要简单不少。