#学习打卡第21天#
1. BERT 模型
BERT全称是来自变换器的双向编码器表征量（Bidirectional Encoder Representations from Transformers），它是Google于2018年末开发并发布的一种新型语言模型，是基于Transformer中的Encoder并加上双向的结构。
BERT模型的主要创新点都在pre-train方法上，即用了Masked Language Model和Next Sentence Prediction两种方法分别捕捉词语和句子级别的representation。
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在用Masked Language Model方法训练BERT的时候，随机把语料库中15%的单词做Mask操作。对于这15%的单词做Mask操作分为三种情况：80%的单词直接用[Mask]替换、10%的单词直接替换成另一个新的单词、10%的单词保持不变。
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Next Sentence Prediction预训练任务，目的是让模型理解两个句子之间的联系。与Masked Language Model任务相比，Next Sentence Prediction更简单些，训练的输入是句子A和B，B有一半的几率是A的下一句，输入这两个句子，BERT模型预测B是不是A的下一句。
BERT预训练之后，会保存它的Embedding table和12层Transformer权重（BERT-BASE）或24层Transformer权重（BERT-LARGE）。使用预训练好的BERT模型可以对下游任务进行Fine-tuning，比如：文本分类、相似度判断、阅读理解等。
2. 情绪识别
情绪识别（Emotion Detection，简称EmoTect），专注于识别智能对话场景中用户的情绪，针对智能对话场景中的用户文本，自动判断该文本的情绪类别并给出相应的置信度，情绪类型分为积极、消极、中性。 对话情绪识别适用于聊天、客服等多个场景，能够帮助企业更好地把握对话质量、改善产品的用户交互体验，也能分析客服服务质量、降低人工质检成本。
3. 案例搭建
3.1 数据集
采用来自于百度飞桨团队，一份已标注的、经过分词预处理的机器人聊天数据集。数据由两列组成，以制表符（'\t'）分隔，第一列是情绪分类的类别（0表示消极；1表示中性；2表示积极），第二列是以空格分词的中文文本，如下示例，文件为 utf8 编码。
# download dataset
!wget https://baidu-nlp.bj.bcebos.com/emotion_detection-dataset-1.0.0.tar.gz -O emotion_detection.tar.gz
!tar xvf emotion_detection.tar.gz
数据预处理
import os
import numpy as np
import mindspore
from mindspore.dataset import text, GeneratorDataset, transforms
from mindspore import nn, context
from mindnlp._legacy.engine import Trainer, Evaluator
from mindnlp._legacy.engine.callbacks import CheckpointCallback, BestModelCallback
from mindnlp._legacy.metrics import Accuracy
from mindnlp.transformers import BertTokenizer
# prepare dataset
class SentimentDataset:
"""Sentiment Dataset"""
def __init__(self, path):
self.path = path
self._labels, self._text_a = [], []
self._load()
def _load(self):
with open(self.path, "r", encoding="utf-8") as f:
dataset = f.read()
lines = dataset.split("\n")
for line in lines[1:-1]:
label, text_a = line.split("\t")
self._labels.append(int(label))
self._text_a.append(text_a)
def __getitem__(self, index):
return self._labels[index], self._text_a[index]
def __len__(self):
return len(self._labels)
def process_dataset(source, tokenizer, max_seq_len=64, batch_size=32, shuffle=True):
is_ascend = mindspore.get_context('device_target') == 'Ascend'
column_names = ["label", "text_a"]
dataset = GeneratorDataset(source, column_names=column_names, shuffle=shuffle)
# transforms
type_cast_op = transforms.TypeCast(mindspore.int32)
def tokenize_and_pad(text):
if is_ascend:
tokenized = tokenizer(text, padding='max_length', truncation=True, max_length=max_seq_len)
else:
tokenized = tokenizer(text)
return tokenized['input_ids'], tokenized['attention_mask']
# map dataset
dataset = dataset.map(operations=tokenize_and_pad, input_columns="text_a", output_columns=['input_ids', 'attention_mask'])
dataset = dataset.map(operations=[type_cast_op], input_columns="label", output_columns='labels')
# batch dataset
if is_ascend:
dataset = dataset.batch(batch_size)
else:
dataset = dataset.padded_batch(batch_size, pad_info={'input_ids': (None, tokenizer.pad_token_id),
'attention_mask': (None, 0)})
return dataset
tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-chinese')
dataset_train = process_dataset(SentimentDataset("data/train.tsv"), tokenizer)
dataset_val = process_dataset(SentimentDataset("data/dev.tsv"), tokenizer)
dataset_test = process_dataset(SentimentDataset("data/test.tsv"), tokenizer, shuffle=False)
3.2 模型构建
通过 BertForSequenceClassification 构建用于情感分类的 BERT 模型，加载预训练权重，设置情感三分类的超参数自动构建模型。
from mindnlp.transformers import BertForSequenceClassification, BertModel
from mindnlp._legacy.amp import auto_mixed_precision
# set bert config and define parameters for training
model = BertForSequenceClassification.from_pretrained('bert-base-chinese', num_labels=3)
model = auto_mixed_precision(model, 'O1')
optimizer = nn.Adam(model.trainable_params(), learning_rate=2e-5)
metric = Accuracy()
# define callbacks to save checkpoints
ckpoint_cb = CheckpointCallback(save_path='checkpoint', ckpt_name='bert_emotect', epochs=1, keep_checkpoint_max=2)
best_model_cb = BestModelCallback(save_path='checkpoint', ckpt_name='bert_emotect_best', auto_load=True)
trainer = Trainer(network=model, train_dataset=dataset_train,
eval_dataset=dataset_val, metrics=metric,
epochs=5, optimizer=optimizer, callbacks=[ckpoint_cb, best_model_cb])
# start training
trainer.run(tgt_columns="labels")
3.3 模型推理
from mindspore import Tensor
def predict(text, label=None):
label_map = {0: "消极", 1: "中性", 2: "积极"}
text_tokenized = Tensor([tokenizer(text).input_ids])
logits = model(text_tokenized)
predict_label = logits[0].asnumpy().argmax()
info = f"inputs: '{text}', predict: '{label_map[predict_label]}'"
if label is not None:
info += f" , label: '{label_map[label]}'"
print(info)
dataset_infer = SentimentDataset("data/infer.tsv")
for label, text in dataset_infer:
predict(text, label)
4. 心得总结
BERT模型基于Transformer架构，通过双向自注意力机制捕捉文本中的上下文信息。这种架构使得模型能够更好地理解词语在不同上下文中的含义，从而提高情绪识别的准确性。
收益于在大规模语料库上进行预训练，学习语言的通用表示，使得BERT能够充分利用预训练阶段学到的知识，提高微调阶段的性能。相比于传统的基于规则或特征工程的方法，BERT模型在情绪识别任务上通常表现出更高的准确性和鲁棒性。这主要得益于其强大的上下文理解能力和大规模预训练的优势。
现有的一些深度学习框架，如MindSpore，对Transformer以及BERT等模型架构都已经做好了封装、预训练。非常方便进行集成和调用，用于各领域下游任务。
