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使用预训练模型Fine-tune完成中文文本分类任务

在2017年之前，工业界和学术界对NLP文本处理依赖于序列模型Recurrent Neural Network (RNN).


paddlenlp.seq2vec是什么? 瞧瞧它怎么完成情感分析教程介绍了如何使用paddlenlp.seq2vec表征文本语义。

近年来随着深度学习的发展，模型参数的数量飞速增长。为了训练这些参数，需要更大的数据集来避免过拟合。然而，对于大部分NLP任务来说，构建大规模的标注数据集非常困难（成本过高），特别是对于句法和语义相关的任务。相比之下，大规模的未标注语料库的构建则相对容易。为了利用这些数据，我们可以先从其中学习到一个好的表示，再将这些表示应用到其他任务中。最近的研究表明，基于大规模未标注语料库的预训练模型（Pretrained Models, PTM) 在NLP任务上取得了很好的表现。

近年来，大量的研究表明基于大型语料库的预训练模型（Pretrained Models, PTM）可以学习通用的语言表示，有利于下游NLP任务，同时能够避免从零开始训练模型。随着计算能力的发展，深度模型的出现（即 Transformer）和训练技巧的增强使得 PTM 不断发展，由浅变深。


本图片来自于：https://github.com/thunlp/PLMpapers

本示例展示了以ERNIE(Enhanced Representation through Knowledge Integration)代表的预训练模型如何Finetune完成中文文本分类任务。

模型简介

本项目针对中文文本分类问题，开源了一系列模型，供用户可配置地使用：

模型 dev acc test acc
bert-base-chinese 0.93833 0.94750
bert-wwm-chinese 0.94583 0.94917
bert-wwm-ext-chinese 0.94667 0.95500
ernie-1.0 0.94667 0.95333
ernie-tiny 0.93917 0.94833
roberta-wwm-ext 0.94750 0.95250
roberta-wwm-ext-large 0.95250 0.95333
rbt3 0.92583 0.93250
rbtl3 0.9341 0.93583

快速开始

代码结构说明

以下是本项目主要代码结构及说明：

pretrained_models/
├── deploy # 部署
│   └── python
│       └── predict.py # python预测部署示例
├── export_model.py # 动态图参数导出静态图参数脚本
├── predict.py # 预测脚本
├── README.md # 使用说明
└── train.py # 训练评估脚本

模型训练

我们以中文情感分类公开数据集ChnSentiCorp为示例数据集，可以运行下面的命令，在训练集（train.tsv）上进行模型训练，并在开发集（dev.tsv）验证

$ unset CUDA_VISIBLE_DEVICES
$ python -m paddle.distributed.launch --gpus "0" train.py --device gpu --save_dir ./checkpoints

可支持配置的参数：

  • save_dir：可选，保存训练模型的目录；默认保存在当前目录checkpoints文件夹下。
  • max_seq_length：可选，ERNIE/BERT模型使用的最大序列长度，最大不能超过512, 若出现显存不足，请适当调低这一参数；默认为128。
  • batch_size：可选，批处理大小，请结合显存情况进行调整，若出现显存不足，请适当调低这一参数；默认为32。
  • learning_rate：可选，Fine-tune的最大学习率；默认为5e-5。
  • weight_decay：可选，控制正则项力度的参数，用于防止过拟合，默认为0.00。
  • epochs: 训练轮次，默认为3。
  • warmup_proption：可选，学习率warmup策略的比例，如果0.1，则学习率会在前10%训练step的过程中从0慢慢增长到learning_rate, 而后再缓慢衰减，默认为0.1。
  • init_from_ckpt：可选，模型参数路径，热启动模型训练；默认为None。
  • seed：可选，随机种子，默认为1000.
  • device: 选用什么设备进行训练，可选cpu或gpu。如使用gpu训练则参数gpus指定GPU卡号。

代码示例中使用的预训练模型是ERNIE，如果想要使用其他预训练模型如BERT，RoBERTa，Electra等，只需更换model 和 tokenizer即可。

# 使用ernie预训练模型
# ernie
model = ppnlp.transformers.ErnieForSequenceClassification.from_pretrained('ernie',num_classes=2))
tokenizer = ppnlp.transformers.ErnieTokenizer.from_pretrained('ernie')

# ernie-tiny
# model = ppnlp.transformers.ErnieForSequenceClassification.rom_pretrained('ernie-tiny',num_classes=2))
# tokenizer = ppnlp.transformers.ErnieTinyTokenizer.from_pretrained('ernie-tiny')


# 使用bert预训练模型
# bert-base-chinese
model = ppnlp.transformers.BertForSequenceClassification.from_pretrained('bert-base-chinese', num_class=2)
tokenizer = ppnlp.transformers.BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-chinese')

# bert-wwm-chinese
# model = ppnlp.transformers.BertForSequenceClassification.from_pretrained('bert-wwm-chinese', num_class=2)
# tokenizer = ppnlp.transformers.BertTokenizer.from_pretrained('bert-wwm-chinese')

# bert-wwm-ext-chinese
# model = ppnlp.transformers.BertForSequenceClassification.from_pretrained('bert-wwm-ext-chinese', num_class=2)
# tokenizer = ppnlp.transformers.BertTokenizer.from_pretrained('bert-wwm-ext-chinese')


# 使用roberta预训练模型
# roberta-wwm-ext
# model = ppnlp.transformers.RobertaForSequenceClassification.from_pretrained('roberta-wwm-ext', num_class=2)
# tokenizer = ppnlp.transformers.RobertaTokenizer.from_pretrained('roberta-wwm-ext')

# roberta-wwm-ext
# model = ppnlp.transformers.RobertaForSequenceClassification.from_pretrained('roberta-wwm-ext-large', num_class=2)
# tokenizer = ppnlp.transformers.RobertaTokenizer.from_pretrained('roberta-wwm-ext-large')

更多预训练模型，参考transformers

程序运行时将会自动进行训练，评估，测试。同时训练过程中会自动保存模型在指定的save_dir中。 如：

checkpoints/
├── model_100
│   ├── model_config.json
│   ├── model_state.pdparams
│   ├── tokenizer_config.json
│   └── vocab.txt
└── ...

NOTE:

  • 如需恢复模型训练，则可以设置init_from_ckpt， 如init_from_ckpt=checkpoints/model_100/model_state.pdparams。
  • 如需使用ernie-tiny模型，则需要提前先安装sentencepiece依赖，如pip install sentencepiece
  • 使用动态图训练结束之后，还可以将动态图参数导出成静态图参数，具体代码见export_model.py。静态图参数保存在output_path指定路径中。 运行方式：
python export_model.py --params_path=./checkpoint/model_900/model_state.pdparams --output_path=./static_graph_params

其中params_path是指动态图训练保存的参数路径，output_path是指静态图参数导出路径。

导出模型之后，可以用于部署，deploy/python/predict.py文件提供了python部署预测示例。运行方式：

python deploy/python/predict.py --model_file=static_graph_params.pdmodel --params_file=static_graph_params.pdiparams

模型预测

启动预测：

export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0
python predict.py --device 'gpu' --params_path checkpoints/model_900/model_state.pdparams

将待预测数据如以下示例：

这个宾馆比较陈旧了，特价的房间也很一般。总体来说一般
怀着十分激动的心情放映，可是看着看着发现，在放映完毕后，出现一集米老鼠的动画片
作为老的四星酒店，房间依然很整洁，相当不错。机场接机服务很好，可以在车上办理入住手续，节省时间。

可以直接调用predict函数即可输出预测结果。

如

Data: 这个宾馆比较陈旧了，特价的房间也很一般。总体来说一般      Label: negative
Data: 怀着十分激动的心情放映，可是看着看着发现，在放映完毕后，出现一集米老鼠的动画片      Label: negative
Data: 作为老的四星酒店，房间依然很整洁，相当不错。机场接机服务很好，可以在车上办理入住手续，节省时间。      Label: positive