AGI 之 【Hugging Face】 的【文本摘要】的 [评估PEGASUS ] / [ 微调PEGASUS ] / [生成对话摘要] 的简单整理
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AGI 之 【Hugging Face】 的【文本摘要】的 [评估PEGASUS ] / [ 微调PEGASUS ] / [生成对话摘要] 的简单整理
一、简单介绍
二、文本摘要
三、在CNN/DailyMail数据集上评估PEGASUS
四、训练摘要模型
1、评估PEGASUS在SAMSum上的性能
2、微调PEGASUS
3、生成对话摘要
一、简单介绍
AGI,即通用人工智能(Artificial General Intelligence),是一种具备人类智能水平的人工智能系统。它不仅能够执行特定的任务,而且能够理解、学习和应用知识于广泛的问题解决中,具有较高的自主性和适应性。AGI的能力包括但不限于自我学习、自我改进、自我调整,并能在没有人为干预的情况下解决各种复杂问题。
- AGI能做的事情非常广泛:
跨领域任务执行:AGI能够处理多领域的任务,不受限于特定应用场景。
自主学习与适应:AGI能够从经验中学习,并适应新环境和新情境。
创造性思考:AGI能够进行创新思维,提出新的解决方案。
社会交互:AGI能够与人类进行复杂的社会交互,理解情感和社会信号。
- 关于AGI的未来发展前景,它被认为是人工智能研究的最终目标之一,具有巨大的变革潜力:
技术创新:随着机器学习、神经网络等技术的进步,AGI的实现可能会越来越接近。
跨学科整合:实现AGI需要整合计算机科学、神经科学、心理学等多个学科的知识。
伦理和社会考量:AGI的发展需要考虑隐私、安全和就业等伦理和社会问题。
增强学习和自适应能力:未来的AGI系统可能利用先进的算法,从环境中学习并优化行为。
多模态交互:AGI将具备多种感知和交互方式,与人类和其他系统交互。
Hugging Face作为当前全球最受欢迎的开源机器学习社区和平台之一,在AGI时代扮演着重要角色。它提供了丰富的预训练模型和数据集资源,推动了机器学习领域的发展。Hugging Face的特点在于易用性和开放性,通过其Transformers库,为用户提供了方便的模型处理文本的方式。随着AI技术的发展,Hugging Face社区将继续发挥重要作用,推动AI技术的发展和应用,尤其是在多模态AI技术发展方面,Hugging Face社区将扩展其模型和数据集的多样性,包括图像、音频和视频等多模态数据。
- 在AGI时代,Hugging Face可能会通过以下方式发挥作用:
模型共享:作为模型共享的平台,Hugging Face将继续促进先进的AGI模型的共享和协作。
开源生态:Hugging Face的开源生态将有助于加速AGI技术的发展和创新。
工具和服务:提供丰富的工具和服务,支持开发者和研究者在AGI领域的研究和应用。
伦理和社会责任:Hugging Face注重AI伦理,将推动负责任的AGI模型开发和应用,确保技术进步同时符合伦理标准。
AGI作为未来人工智能的高级形态,具有广泛的应用前景,而Hugging Face作为开源社区,将在推动AGI的发展和应用中扮演关键角色。
(注意:以下代码运行,可能需要科学上网)
二、文本摘要
你可能曾经需要总结一份文件,包括研究文章、财务收益报告、一系列电子邮件。如果你仔细思考,这需要一系列的能力,包括理解长篇内容、推理内容、然后产生一段流畅的、包括原始文档主要主题的文本。此外,准确地总结新闻文章与总结法律合同非常不同,因此需要复杂的领域泛化能力。出于这些原因,总结文本(专业术语为文本摘要)对于神经语言模型,包括Transformer模型来说是一项困难的任务。尽管面临这些挑战,文本摘要因为能够显著加速领域专家的工作流程,企业可以通过文本摘要压缩内部知识、总结合同、自动生成社交媒体发布内容等。因此文本摘要NLP任务很有价值。
为了帮助你理解相关的挑战,本节将探讨如何利用Transformer预训练模型来进行文本摘要。摘要是一种经典的序列到序列(seq2seq)任务,需要输入文本和目标文本。
文本摘要是一种自然语言处理任务,其目标是从一个长文本中提取出简洁、重要的信息,生成一个简短的版本。文本摘要可以分为两种主要类型:抽取式摘要和生成式摘要。
- 抽取式摘要
抽取式摘要通过选择原始文本中的重要句子或段落,直接提取这些内容作为摘要。这种方法不改变原始文本中的词语和句子结构。
实现原理:
- 特征提取:首先,需要提取文本的各种特征,例如词频、句子位置、关键词、命名实体等。
- 重要性评分:基于提取的特征,计算每个句子的得分,以确定其重要性。
- 句子选择:根据重要性得分,选择最重要的句子来构建摘要。
难点:
- 重要性衡量:如何准确衡量句子的相对重要性。
- 冗余消除:避免选择内容重复的句子。
实现方式:
- 基于规则的方法:使用预定义的规则和统计方法来选择句子。
- 机器学习方法:使用有监督的学习算法,根据训练数据学习如何选择重要句子。
- 生成式摘要
生成式摘要通过理解原始文本并生成新的句子来概括其内容。这种方法可以创建更为自然和连贯的摘要,但也更加复杂。
实现原理:
- 编码器-解码器架构:使用序列到序列(Seq2Seq)模型,其中编码器将输入文本编码成上下文向量,解码器根据上下文向量生成摘要。
- 注意力机制:在解码过程中,模型可以关注输入文本的不同部分,从而生成更相关的内容。
- 预训练模型:使用预训练的语言模型(如BERT、GPT等)来提高生成摘要的质量。
难点:
- 内容连贯性:生成的摘要需要保持逻辑连贯,避免内容断裂。
- 信息完整性:确保生成的摘要包含原始文本中的关键信息。
- 模型复杂度:生成式摘要模型通常比抽取式摘要模型更复杂,需要更多的计算资源和训练数据。
实现方式:
- 经典的 Seq2Seq 模型:如基于 LSTM 的编码器-解码器模型。
- 预训练的 Transformer 模型:如 BERTSUM、T5、BART 等。
- Hugging Face 中的文本摘要
Hugging Face 提供了多种预训练模型和工具,可以方便地实现文本摘要任务。以下是一些常用的文本摘要模型和使用方法:
- 使用预训练模型进行摘要
以下是使用 Hugging Face 提供的 BART 模型进行文本摘要的示例代码:
from transformers import BartForConditionalGeneration, BartTokenizer # 加载预训练的BART模型和对应的tokenizer model_name = "facebook/bart-large-cnn" model = BartForConditionalGeneration.from_pretrained(model_name) tokenizer = BartTokenizer.from_pretrained(model_name) # 输入文本 input_text = """Your text to summarize goes here.""" # 对输入文本进行tokenize,并添加必要的模型输入 inputs = tokenizer([input_text], max_length=1024, return_tensors='pt') # 使用模型生成摘要 summary_ids = model.generate(inputs['input_ids'], num_beams=4, max_length=150, early_stopping=True) # 将生成的token序列转换回文本 summary = tokenizer.decode(summary_ids[0], skip_special_tokens=True) print(summary)
- 支持的摘要模型
Hugging Face 提供了多种用于文本摘要的预训练模型,包括但不限于:
- BART (facebook/bart-large-cnn)
- T5 (t5-small, t5-base, t5-large, t5-3b, t5-11b)
- PEGASUS (google/pegasus-xsum, google/pegasus-cnn_dailymail)
- 训练自己的摘要模型
如果需要更好地适应特定领域的文本摘要任务,可以使用自己的数据集对预训练模型进行微调。以下是一个简单的微调示例:
from transformers import Trainer, TrainingArguments, BartForConditionalGeneration, BartTokenizer from datasets import load_dataset # 加载数据集 dataset = load_dataset("cnn_dailymail", "3.0.0") # 加载预训练的BART模型和tokenizer model_name = "facebook/bart-large-cnn" model = BartForConditionalGeneration.from_pretrained(model_name) tokenizer = BartTokenizer.from_pretrained(model_name) # 数据预处理 def preprocess_function(examples): inputs = [doc for doc in examples['article']] model_inputs = tokenizer(inputs, max_length=1024, truncation=True) # 设定摘要作为目标 with tokenizer.as_target_tokenizer(): labels = tokenizer(examples['highlights'], max_length=150, truncation=True) model_inputs['labels'] = labels['input_ids'] return model_inputs tokenized_dataset = dataset.map(preprocess_function, batched=True) # 定义训练参数 training_args = TrainingArguments( output_dir="./results", evaluation_strategy="epoch", learning_rate=2e-5, per_device_train_batch_size=4, per_device_eval_batch_size=4, num_train_epochs=3, weight_decay=0.01, ) # 使用Trainer进行训练 trainer = Trainer( model=model, args=training_args, train_dataset=tokenized_dataset["train"], eval_dataset=tokenized_dataset["validation"], ) trainer.train()
文本摘要是一个复杂且具有挑战性的自然语言处理任务。通过使用 Hugging Face 提供的预训练模型和工具,可以大大简化文本摘要的实现过程。用户可以根据具体需求选择合适的模型,进行微调,以获得最佳的摘要效果。
在本节中,我们将建立自己的编码器-解码器模型,将多人对话压缩成简明的摘要。但在此之前,我们先来看看摘要领域中一个经典数据集:CNN/DailyMail语料库。
三、在CNN/DailyMail数据集上评估PEGASUS
现在充分评估模型的条件都齐全了:我们拥有CNN/DailyMail测试集数据集、评估用的ROUGE指标,以及一个摘要模型。
# 导入所需的库 import matplotlib.pyplot as plt # 导入 matplotlib.pyplot,用于绘制图形 import pandas as pd # 导入 pandas,用于数据处理 from datasets import load_dataset, load_metric # 从 datasets 库中导入 load_dataset 和 load_metric 函数 from transformers import AutoModelForSeq2SeqLM, AutoTokenizer # 从 transformers 库中导入 AutoModelForSeq2SeqLM 和 AutoTokenizer # 加载 CNN/DailyMail 数据集,版本为 3.0.0 dataset = load_dataset("cnn_dailymail", "3.0.0") # 加载 ROUGE 评价指标,用于计算文本摘要的质量 rouge_metric = load_metric("rouge", cache_dir=None) # 定义要计算的 ROUGE 分数的名称列表 rouge_names = ["rouge1", "rouge2", "rougeL", "rougeLsum"]
我们只需要把这些部分组合起来。首先,我们评估三句话基准模型的性能:
# 定义一个函数,用于评估基线模型生成的摘要 def evaluate_summaries_baseline(dataset, metric, column_text="article", column_summary="highlights"): # 使用 three_sentence_summary 函数对数据集中的每篇文章生成摘要 summaries = [three_sentence_summary(text) for text in dataset[column_text]] # 将生成的摘要和参考摘要添加到评价指标中 metric.add_batch(predictions=summaries, references=dataset[column_summary]) # 计算评价指标的分数 score = metric.compute() # 返回评价指标的分数 return score
然后我们把该函数应用于数据的一个子集。由于CNN/DailyMail数据集的测试部分包含大约10 000个样本,生成所有这些文章的摘要需要很多时间。回顾第5章,每个生成的词元都需要通过模型进行前向传递。为每个样本生成100个词元将需要100万次前向传递,如果我们使用束搜索,则此数字还需要乘以束的数量。为了让计算更快一些,我们将对测试集进行子采样,最终使用1000个样本进行评估。这样我们使用单个GPU上不到一小时就能完成PEGASUS模型的评估,而且得到稳定的分数估计:
# 从测试集中随机抽取1000条样本,用于评估 test_sampled = dataset["test"].shuffle(seed=42).select(range(1000)) # 使用基线模型生成摘要并评估其质量 score = evaluate_summaries_baseline(test_sampled, rouge_metric) # 将评价指标的分数存储在字典中 rouge_dict = dict((rn, score[rn].mid.fmeasure) for rn in rouge_names) # 将评价指标的分数转换为DataFrame格式,并转置以便显示 pd.DataFrame.from_dict(rouge_dict, orient="index", columns=["baseline"]).T
运行结果:
rouge1 rouge2 rougeL rougeLsum baseline 0.38928 0.171296 0.245061 0.354239 分数大多数比上一个示例差,但仍然比GPT-2实现的分数要好!现在我们依样画葫芦来评估PEGASUS模型:
# 导入 tqdm 模块,用于显示进度条 from tqdm import tqdm # 导入 torch 模块,用于使用 GPU 或 CPU 进行计算 import torch # 设置设备为 GPU(如果可用)或 CPU device = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu" def chunks(list_of_elements, batch_size): """将 list_of_elements 按 batch_size 切分成多个小块""" for i in range(0, len(list_of_elements), batch_size): yield list_of_elements[i : i + batch_size] def evaluate_summaries_pegasus(dataset, metric, model, tokenizer, batch_size=16, device=device, column_text="article", column_summary="highlights"): """评估使用 Pegasus 模型生成的摘要""" # 将文章和摘要分别按 batch_size 切分成多个小块 article_batches = list(chunks(dataset[column_text], batch_size)) target_batches = list(chunks(dataset[column_summary], batch_size)) # 使用 tqdm 显示进度条,遍历每个文章批次和相应的摘要批次 for article_batch, target_batch in tqdm( zip(article_batches, target_batches), total=len(article_batches)): # 对文章批次进行标记,将其转换为模型输入的张量 inputs = tokenizer(article_batch, max_length=1024, truncation=True, padding="max_length", return_tensors="pt") # 使用 Pegasus 模型生成摘要 summaries = model.generate(input_ids=inputs["input_ids"].to(device), attention_mask=inputs["attention_mask"].to(device), length_penalty=0.8, num_beams=8, max_length=128) # 解码生成的摘要,将其从张量转换为字符串 decoded_summaries = [tokenizer.decode(s, skip_special_tokens=True, clean_up_tokenization_spaces=True) for s in summaries] decoded_summaries = [d.replace("", " ") for d in decoded_summaries] # 将生成的摘要和目标摘要添加到评价指标中 metric.add_batch(predictions=decoded_summaries, references=target_batch) # 计算评价指标分数 score = metric.compute() return score
我们来详细解释一下这段评估代码。首先,我们将数据集分成较小的批量,以便可以同时处理。然后对于每个批量,我们对输入文章进行词元化,然后将它们提供给generate()函数,使用束搜索生成摘要。我们使用论文中的相同生成参数。惩罚参数新的长度确保模型不会生成过长的序列。最后,我们解码生成文本,替换词元,并将解码的文本与参考文本一起添加到度量中。最后,我们计算并返回ROUGE分数。现在,我们再次使用用于seq2seq生成任务的AutoModelForSeq2SeqLM类来加载模型,并对其进行评估:
# 从 transformers 库中导入用于序列到序列任务的模型和标记器 from transformers import AutoModelForSeq2SeqLM, AutoTokenizer # 设置模型检查点名称,使用 Google 的 PEGASUS 模型,预训练于 CNN/DailyMail 数据集 model_ckpt = "google/pegasus-cnn_dailymail" # 从预训练的模型检查点中加载标记器和模型,并将模型移动到指定的设备(CPU 或 GPU) tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_ckpt) model = AutoModelForSeq2SeqLM.from_pretrained(model_ckpt).to(device) # 使用评估函数 evaluate_summaries_pegasus 评估 PEGASUS 模型生成的摘要 # 输入参数包括测试数据、ROUGE 评价指标、模型、标记器和批处理大小 score = evaluate_summaries_pegasus(test_sampled, rouge_metric, model, tokenizer, batch_size=8) # 从评估结果中提取 ROUGE 分数,将其转换为字典格式,其中键为 ROUGE 指标名称,值为 F-measure 分数 rouge_dict = dict((rn, score[rn].mid.fmeasure) for rn in rouge_names) # 将 ROUGE 分数字典转换为 pandas 数据框,并以 "pegasus" 作为索引 pd.DataFrame(rouge_dict, index=["pegasus"])
运行结果:
(这里暂时报错:
TypeError: Couldn't build proto file into descriptor pool: duplicate file name sentencepiece_model.proto
,使用例子参考的运行结果如下)
rouge1 rouge2 rougeL rougeLsum pegasus 0.43438 0.210883 0.307195 0.373231 这些数字非常接近论文中的结果。这里需要注意的是,损失和每个词元的准确率在某种程度上与ROUGE分数解耦。损失与解码策略无关,而ROUGE分数则强耦合。
由于ROUGE和BLEU比人工评估的损失或准确率更好,因此在构建文本生成模型时应重点关注它们,并仔细探索和选择解码策略。然而,这些指标远非完美,因此应始终考虑人工评估。
现在我们已经有了评估函数,可以训练我们自己的摘要模型了。
四、训练摘要模型
至此,我们已经仔细研究了文本摘要和评估的许多细节,现在我们使用这些知识来训练一个自定义的文本摘要模型!对于我们这个自定义应用,我们将使用三星开发的SAMSum数据集(https://oreil.ly/n1ggq),该数据集包含了一系列对话以及简短的摘要。这些对话可以代表客户与客服中心之间的互动,并以此生成准确的摘要以帮助改善客户服务,并检测客户请求中的常见模式。我们先加载数据集并查看一个样本:
# 从 datasets 库中导入用于加载数据集的函数 from datasets import load_dataset # 加载 SamSum 数据集,该数据集包含对话和相应的摘要 dataset_samsum = load_dataset("samsum",trust_remote_code=True) # 获取数据集的每个划分(训练集、验证集、测试集)的长度,并存储在列表 split_lengths 中 split_lengths = [len(dataset_samsum[split]) for split in dataset_samsum] # 打印每个数据集划分的长度 print(f"Split lengths: {split_lengths}") # 打印训练集中列的名称(特征) print(f"Features: {dataset_samsum['train'].column_names}") # 打印测试集中第一个对话样本 print("\nDialogue:") print(dataset_samsum["test"][0]["dialogue"]) # 打印测试集中第一个对话样本的摘要 print("\nSummary:") print(dataset_samsum["test"][0]["summary"])
(注意:可能需要安装 py7zr,pip install py7zr)
运行结果:
Split lengths: [14732, 819, 818] Features: ['id', 'dialogue', 'summary'] Dialogue: Hannah: Hey, do you have Betty's number? Amanda: Lemme check Hannah: Amanda: Sorry, can't find it. Amanda: Ask Larry Amanda: He called her last time we were at the park together Hannah: I don't know him well Hannah: Amanda: Don't be shy, he's very nice Hannah: If you say so.. Hannah: I'd rather you texted him Amanda: Just text him 🙂 Hannah: Urgh.. Alright Hannah: Bye Amanda: Bye bye Summary: Hannah needs Betty's number but Amanda doesn't have it. She needs to contact Larry.
对话看起来就像你通过短信或WhatsApp聊天一样,包括了表情符号和为GIF准备的占位符。dialogue字段包含了完整的文本,而summary字段则是对话的摘要。在CNN/DailyMail数据集上进行微调的模型能够处理这个数据集吗?我们来看看!
1、评估PEGASUS在SAMSum上的性能
首先,我们将使用PEGASUS运行相同的摘要生成流程,以查看输出结果。我们可以重用CNN/DailyMail摘要生成的代码:
# 使用已加载的summarization管道对测试集中的第一个对话样本进行摘要 pipe_out = pipe(dataset_samsum["test"][0]["dialogue"]) # 打印生成的摘要标题 print("Summary:") # 打印生成的摘要文本,并将每个句子的句号后面的空格替换为换行符 # 这行代码会输出生成的摘要,其中 ". " 替换为 ".\n" 使其更易读 print(pipe_out[0]["summary_text"].replace(" .", ".\n"))
运行结果:
Summary: Hannah asks Amanda for Betty's number. Amanda can't find it. Hannah asks Larry. Amanda asks Larry to text him. Hannah says she'll text him back. Hannah calls it a day and says she's going to go home. Hannah: "Bye bye"
我们可以看到,该模型主要尝试通过提取对话中的关键句子来进行摘要。这在CNN/DailyMail数据集上可能效果相对较好,但是在SAMSum中,摘要更加抽象,效果不一定好。我们可以通过在测试集上运行完整的ROUGE评估来确认这一点:
# 使用评估函数 evaluate_summaries_pegasus 对 SamSum 数据集的测试集进行摘要生成评估 # 传入的参数包括数据集、评价指标、模型、tokenizer、文本列名、摘要列名和批量大小 score = evaluate_summaries_pegasus(dataset_samsum["test"], rouge_metric, model, tokenizer, column_text="dialogue", column_summary="summary", batch_size=8) # 创建一个字典 rouge_dict,用于存储 ROUGE 评分的中值 F-measure 值 rouge_dict = dict((rn, score[rn].mid.fmeasure) for rn in rouge_names) # 将 ROUGE 评分字典转换为 Pandas 数据框,并以 "pegasus" 为索引 pd.DataFrame(rouge_dict, index=["pegasus"])
运行结果:
(这里暂时报错:
TypeError: Couldn't build proto file into descriptor pool: duplicate file name sentencepiece_model.proto
,使用例子参考的运行结果如下)
rouge1 rouge2 rougeL rougeLsum pegasus 0.29617 0.087803 0.229604 0.229514 虽然结果并不太好,但这并不出乎意料,因为远离了CNN/DailyMail数据分布。尽管如此,在训练之前设置评估流程有两个优点:我们可以直接使用度量指标来度量训练的成功,而且我们有一个很好的基准。在我们的数据集上对模型进行微调应该会立即改善ROUGE度量指标,如果没有改善,那么我们就知道我们的训练循环出了问题。
2、微调PEGASUS
在我们对数据进行训练之前,我们快速查看输入和输出的长度分布:
# 编码训练集中的对话文本和摘要,并计算其长度 d_len = [len(tokenizer.encode(s)) for s in dataset_samsum["train"]["dialogue"]] s_len = [len(tokenizer.encode(s)) for s in dataset_samsum["train"]["summary"]] # 创建一个包含两个子图的图形对象 fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(10, 3.5), sharey=True) # 绘制对话文本的长度分布直方图 axes[0].hist(d_len, bins=20, color="C0", edgecolor="C0") axes[0].set_title("Dialogue Token Length") axes[0].set_xlabel("Length") axes[0].set_ylabel("Count") # 绘制摘要的长度分布直方图 axes[1].hist(s_len, bins=20, color="C0", edgecolor="C0") axes[1].set_title("Summary Token Length") axes[1].set_xlabel("Length") # 调整子图布局,使其更加紧凑 plt.tight_layout() # 显示绘制的图形 plt.show()
运行结果:
(这里暂时报错:
TypeError: Couldn't build proto file into descriptor pool: duplicate file name sentencepiece_model.proto
,使用例子参考的运行结果如下)
我们可以看到,大多数对话比CNN/DailyMail的文章要短得多,每个对话有大约100~200个词元。同样地,摘要也要短得多,大约有20~40个词元(与推文的平均长度相同)。
我们先记住这些结果,后面会用到。首先,我们需要对数据集进行词元化。我们将对话和摘要的最大长度分别设置为1024和128:
def convert_examples_to_features(example_batch): """ 将示例批处理转换为模型输入特征。 Args: - example_batch (dict): 包含对话和摘要的示例批处理字典。 Returns: - dict: 包含转换后特征的字典,包括输入编码和目标编码。 """ # 对对话文本进行编码处理,生成输入编码 input_encodings = tokenizer(example_batch["dialogue"], max_length=1024, truncation=True) # 使用目标编码器处理摘要文本,生成目标编码 with tokenizer.as_target_tokenizer(): target_encodings = tokenizer(example_batch["summary"], max_length=128, truncation=True) # 返回包含输入编码、目标标签和注意力掩码的字典 return { "input_ids": input_encodings["input_ids"], "attention_mask": input_encodings["attention_mask"], "labels": target_encodings["input_ids"] } # 使用 map 方法将 SamSum 数据集转换为 PyTorch 格式 dataset_samsum_pt = dataset_samsum.map(convert_examples_to_features, batched=True) # 设置数据集格式为 Torch 张量类型,并指定列名 columns = ["input_ids", "labels", "attention_mask"] dataset_samsum_pt.set_format(type="torch", columns=columns)
运行结果:
(这里暂时报错:
TypeError: Couldn't build proto file into descriptor pool: duplicate file name sentencepiece_model.proto)
在词元化步骤中有一个新事物:tokenizer.as_target_tokenizer()上下文。某些模型需要在解码器输入中使用特殊词元,因此将编码器和解码器输入的词元化步骤分开非常重要。在with语句中(称为上下文管理器),词元分析器知道它正在为解码器进行词元化处理。
现在,我们需要创建数据整理器。在大多数情况下,我们可以使用默认的整理器,它收集批量中的所有张量并将它们简单地堆叠起来。对于摘要任务,我们不仅需要堆叠输入,还需要在解码器侧准备目标。PEGASUS是一种编码器-解码器Transformer,因此具有经典的seq2seq架构。在seq2seq设置中,一种常见的方法是在解码器中应用teacher forcing。使用此策略时,解码器接收输入词元(与仅包含解码器的模型相同,如GPT-2),这些词元由标注向右移动一个位置,除此之外还有编码器输出。因此,在预测下一个词元时,解码器将获得向右移动一个位置的真实值作为输入,如下表所示:
# 示例文本序列和标签生成过程 text = ['PAD', 'Transformers', 'are', 'awesome', 'for', 'text', 'summarization'] # 初始化存储每步结果的列表 rows = [] # 循环生成每步的数据行 for i in range(len(text)-1): rows.append({ 'step': i+1, # 步骤号,从1开始 'decoder_input': text[:i+1], # 解码器输入序列,从文本开始到当前位置 'label': text[i+1] # 标签,当前位置的下一个词 }) # 创建数据帧,并以步骤号作为索引 pd.DataFrame(rows).set_index('step')
运行结果:
step decoder_input label 1 [PAD] Transformers 2 [PAD, Transformers] are 3 [PAD, Transformers, are] awesome 4 [PAD, Transformers, are, awesome] for 5 [PAD, Transformers, are, awesome, for] text 6 [PAD, Transformers, are, awesome, for, text] summarization 我们将它向右移动一个位置,这样解码器只会看到前一个正确的标注,而不是当前或未来的标注。仅进行移位就足够了,因为解码器有一个掩码自注意力机制,它会掩码当前和未来的所有输入。
因此,在准备批量时,我们通过将标注向右移动一个位置来设置解码器的输入。之后,我们通过将标注中的填充词元设置为-100来确保忽略损失函数中的填充词元。实际上,我们不必手动执行这些步骤,因为DataCollatorForSeq2Seq会帮我们完成所有这些步骤:
# 导入 Seq2Seq 数据集整理器模块 from transformers import DataCollatorForSeq2Seq # 创建 Seq2Seq 数据集整理器实例 seq2seq_data_collator = DataCollatorForSeq2Seq(tokenizer, model=model)
然后,和往常一样,我们为训练设置了一个TrainingArguments:
# 导入训练参数和训练器模块 from transformers import TrainingArguments, Trainer # 定义训练参数 training_args = TrainingArguments( output_dir='pegasus-samsum', # 模型输出目录 num_train_epochs=1, # 训练的轮数 warmup_steps=500, # 学习率预热步数 per_device_train_batch_size=1, # 每个设备的训练批次大小 per_device_eval_batch_size=1, # 每个设备的评估批次大小 weight_decay=0.01, # 权重衰减率 logging_steps=10, # 训练日志记录步数 push_to_hub=True, # 是否推送到模型中心 evaluation_strategy='steps', # 评估策略 eval_steps=500, # 评估步数间隔 save_steps=1e6, # 模型保存步数间隔 gradient_accumulation_steps=16 # 梯度累积步数 )
与以往设置不同的是,这次有了一个新的参数gradient_accumulation_steps。由于模型非常大,因此我们不得不将批量大小设置为1。然而,批量大小太小会影响收敛。为了解决这个问题,我们可以使用一种称为梯度累积的巧妙技巧。顾名思义,我们不是一次性计算整个批量的梯度,而是分批计算并聚合梯度。当我们聚合足够的梯度时,我们运行优化步骤。这比一次性完成自然会慢一些,但它可以节省我们大量的GPU内存。
现在,我们登录到Hugging Face,这样我们就可以在训练后将模型推送到Hub上:
from huggingface_hub import notebook_login notebook_login()
运行结果:
现在我们已经拥有初始化训练器所需的一切,包括模型、词元分析器、训练参数、数据整理器,以及训练和评估数据集:
from transformers import TrainingArguments, Trainer # 创建一个 Trainer 实例用于训练序列到序列模型。 trainer = Trainer( model=model, # 要训练的序列到序列模型 args=training_args, # 定义的训练参数 tokenizer=tokenizer, # 用于预处理输入数据的分词器 data_collator=seq2seq_data_collator, # 用于批处理数据的数据整理器 train_dataset=dataset_samsum_pt["train"], # 训练数据集 eval_dataset=dataset_samsum_pt["validation"] # 评估数据集 )
运行结果:
(这里暂时报错:
TypeError: Couldn't build proto file into descriptor pool: duplicate file name sentencepiece_model.proto)
我们已经准备好进行训练了。训练完成后,我们可以直接在测试集上运行评估函数,以查看模型的表现如何:
from transformers import TrainingArguments, Trainer # 开始训练模型 trainer.train() # 使用评估函数评估 Pegasus 模型的摘要质量 score = evaluate_summaries_pegasus( dataset_samsum["test"], rouge_metric, trainer.model, tokenizer, batch_size=2, column_text="dialogue", column_summary="summary") # 提取 ROUGE 指标结果 rouge_dict = dict((rn, score[rn].mid.fmeasure) for rn in rouge_names) # 创建 DataFrame 显示 ROUGE 指标 pd.DataFrame(rouge_dict, index=[f"pegasus"])
运行结果:
(这里暂时报错:
TypeError: Couldn't build proto file into descriptor pool: duplicate file name sentencepiece_model.proto
,使用例子参考的运行结果如下)
rouge1 rouge2 rougeL rougeLsum pegasus 0.42761 0.200571 0.340648 0.340738 我们可以看到,ROUGE分数比没有进行微调的模型有了显著的提高,因此尽管之前的模型也是用于摘要生成训练的,但它并没有很好地适应新的领域。我们把我们的模型推送到Hub上吧:
# 将训练完成的模型推送到 Hub 上 trainer.push_to_hub("Training complete!")
接下来我们将使用这个模型为我们生成一些摘要。
你也可以将生成的结果作为训练循环的一部分进行评估:使用名为Seq2SeqTrainingArguments的TrainingArguments扩展,并指定predict_with_generate=True。将其传给名为Seq2SeqTrainer的专用Trainer,该Trainer使用generate()函数而不是模型的前向传递来创建用于评估的预测。你动手试一试吧!
3、生成对话摘要
从损失和ROUGE分数来看,该模型似乎比仅在CNN/DailyMail上训练的原始模型表现出显著的改进。从测试集中的一个样本生成的摘要如下所示:
import transformers # 设置transformers的日志级别为错误,以减少输出日志 transformers.logging.set_verbosity_error() # 定义生成摘要时的参数 gen_kwargs = {"length_penalty": 0.8, "num_beams": 8, "max_length": 128} # 从测试集中选择一个示例 sample_text = dataset_samsum["test"][0]["dialogue"] reference = dataset_samsum["test"][0]["summary"] # 使用预训练的pegasus-samsum模型创建摘要管道 pipe = pipeline("summarization", model="transformersbook/pegasus-samsum") # 输出对话和参考摘要 print("Dialogue:") print(sample_text) print("\nReference Summary:") print(reference) # 使用模型生成摘要并输出 print("\nModel Summary:") print(pipe(sample_text, **gen_kwargs)[0]["summary_text"])
运行结果:
Dialogue: Hannah: Hey, do you have Betty's number? Amanda: Lemme check Hannah: Amanda: Sorry, can't find it. Amanda: Ask Larry Amanda: He called her last time we were at the park together Hannah: I don't know him well Hannah: Amanda: Don't be shy, he's very nice Hannah: If you say so.. Hannah: I'd rather you texted him Amanda: Just text him 🙂 Hannah: Urgh.. Alright Hannah: Bye Amanda: Bye bye Reference Summary: Hannah needs Betty's number but Amanda doesn't have it. She needs to contact Larry. Model Summary: Amanda can't find Betty's number. Larry called Betty last time they were at the park together. Hannah wants Amanda to text Larry instead of calling Betty.
这与参考摘要十分相似。看起来模型已经学会了将对话综合成摘要而不仅仅是提取段落。现在进行最终测试:模型在自定义输入上的表现如何?
# 自定义对话示例 custom_dialogue = """\ Thom: Hi guys, have you heard of transformers? Lewis: Yes, I used them recently! Leandro: Indeed, there is a great library by Hugging Face. Thom: I know, I helped build it ;) Lewis: Cool, maybe we should write a book about it. What do you think? Leandro: Great idea, how hard can it be?! Thom: I am in! Lewis: Awesome, let's do it together! """ # 使用预训练的pegasus-samsum模型生成摘要,并输出摘要结果 print(pipe(custom_dialogue, **gen_kwargs)[0]["summary_text"])
运行结果:
Thom and Lewis wanted to write a book about transformers. They came up with the idea with the help of Hugging Face's Leandro. The book will be called "Transformers: The Power of Transformers" and will be published in 2015. The project is currently in the planning stages.
生成的自定义对话摘要很有意义。它很好地总结了讨论中所有人都想一起写书的内容,而不仅仅是提取单个句子。例如,它将第3行和第4行合成为一个逻辑组合。
- 抽取式摘要
- 在AGI时代,Hugging Face可能会通过以下方式发挥作用:
- 关于AGI的未来发展前景,它被认为是人工智能研究的最终目标之一,具有巨大的变革潜力: