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阅读理解 SQuAD

简介

任务说明

本文主要介绍基于Bert预训练模型的SQuAD（Stanford Question Answering Dataset）数据集的阅读理解任务，给定一篇文章和一个问题，计算答案在文章中的起始位置和结束位置。对于SQuAD2.0数据集，还可以返回答案在文章中不存在的概率。

数据集

此任务的数据集包括以下数据集：

SQuAD v1.1

SQuAD v2.0

快速开始

数据准备

为了方便开发者进行测试，我们使用了HuggingFace的数据集，用户可以通过命令行传入--version_2_with_negative控制所需要的SQuAD数据集版本。

Fine-tune

对于 SQuAD v1.1,按如下方式启动 Fine-tuning:

unset CUDA_VISIBLE_DEVICES
python -m paddle.distributed.launch --gpus "0" run_squad.py \
    --model_type bert \
    --model_name_or_path bert-base-uncased \
    --max_seq_length 384 \
    --batch_size 12 \
    --learning_rate 3e-5 \
    --num_train_epochs 2 \
    --logging_steps 1000 \
    --save_steps 1000 \
    --warmup_proportion 0.1 \
    --weight_decay 0.01 \
    --output_dir ./tmp/squad/ \
    --device gpu \
    --do_train \
    --do_predict
  • model_type: 预训练模型的种类。如bert，ernie，roberta等。
  • model_name_or_path: 预训练模型的具体名称。如bert-base-uncased，bert-large-cased等。或者是模型文件的本地路径。
  • output_dir: 保存模型checkpoint的路径。
  • do_train: 是否进行训练。
  • do_predict: 是否进行预测。

训练结束后模型会自动对结果进行评估，得到类似如下的输出：

{
  "exact": 81.18259224219489,
  "f1": 88.68817481234801,
  "total": 10570,
  "HasAns_exact": 81.18259224219489,
  "HasAns_f1": 88.68817481234801,
  "HasAns_total": 10570
}

对于 SQuAD v2.0,按如下方式启动 Fine-tuning:

unset CUDA_VISIBLE_DEVICES
python -m paddle.distributed.launch --gpus "0" run_squad.py \
    --model_type bert \
    --model_name_or_path bert-base-uncased \
    --max_seq_length 384 \
    --batch_size 12 \
    --learning_rate 3e-5 \
    --num_train_epochs 2 \
    --logging_steps 1000 \
    --save_steps 1000 \
    --warmup_proportion 0.1 \
    --weight_decay 0.01 \
    --output_dir ./tmp/squad/ \
    --device gpu \
    --do_train \
    --do_predict \
    --version_2_with_negative
  • version_2_with_negative: 使用squad2.0数据集和评价指标的标志。

训练结束后会在模型会自动对结果进行评估，得到类似如下的输出：

{
  "exact": 73.25865408910974,
  "f1": 76.63096554166046,
  "total": 11873,
  "HasAns_exact": 73.22874493927125,
  "HasAns_f1": 79.98303877802545,
  "HasAns_total": 5928,
  "NoAns_exact": 73.28847771236333,
  "NoAns_f1": 73.28847771236333,
  "NoAns_total": 5945,
  "best_exact": 74.31988545439232,
  "best_exact_thresh": -2.5820093154907227,
  "best_f1": 77.20521797731851,
  "best_f1_thresh": -1.559523582458496
}

其中会输出 best_f1_thresh 是最佳阈值，可以使用这个阈值重新训练，或者从 all_nbest_json变量中获取最终 prediction。 训练方法与前面大体相同，只需要设定 --null_score_diff_threshold 参数的值为测评时输出的 best_f1_thresh ，通常这个值在 -1.0 到 -5.0 之间。

NOTE: 如需恢复模型训练，则model_name_or_path只需指定到文件夹名即可。如--model_name_or_path=./tmp/squad/model_19000/，程序会自动加载模型参数/model_state.pdparams，也会自动加载词表，模型config和tokenizer的config。

预测

如需使用训练好的模型预测并输出结果，需将自己的数据集改成SQuAD格式（以下示例为SQuAD2.0）。

{"data": [{'title': 'Beyoncé',
 'paragraphs': [
                 {'qas': [{'question': 'When did Beyonce start becoming popular?',
                         'id': '56be85543aeaaa14008c9063',
                         'answers': [],
                      'is_impossible': False}]],
                             'context':'Beyoncé Giselle Knowles-Carter(biːˈjɒnseɪ/ bee-YON-say) (born September 4, 1981) is an American singer, songwriter, record producer and actress. Born and raised in Houston, Texas, she.'}
     }]

并参考以内置数据集格式读取本地数据集中的方法创建自己的数据集并修改run_squad.py中对应的数据集读取代码。再运行以下脚本：

unset CUDA_VISIBLE_DEVICES
python -m paddle.distributed.launch --gpus "0" run_squad.py \
    --model_type bert \
    --model_name_or_path your-best-model \
    --max_seq_length 384 \
    --batch_size 12 \
    --learning_rate 3e-5 \
    --num_train_epochs 2 \
    --logging_steps 1000 \
    --save_steps 1000 \
    --warmup_proportion 0.1 \
    --weight_decay 0.01 \
    --output_dir ./tmp/squad/ \
    --device gpu \
    --do_predict \
    --version_2_with_negative

即可完成预测，预测的答案保存在prediction.json中。数据格式如下所示，左边的id与输入中的id对应。

{
    "56be85543aeaaa14008c9063": "in the late 1990s",
    ...
}

静态图预测

在Fine-tune完成后，我们可以使用如下方式导出希望用来预测的模型：

python -u ./export_model.py \
    --model_type bert \
    --model_path bert-base-uncased \
    --output_path ./infer_model/model

其中参数释义如下：

  • model_type 指示了模型类型，使用BERT模型时设置为bert即可。
  • model_path 表示训练模型的保存路径，与训练时的output_dir一致。
  • output_path 表示导出预测模型文件的前缀。保存时会添加后缀（pdiparams，pdiparams.info，pdmodel）；除此之外，还会在output_path包含的目录下保存tokenizer相关内容。

然后按照如下的方式对阅读理解任务进行预测：

python -u deploy/python/predict.py \
    --model_type bert \
    --model_name_or_path ./infer_model/model \
    --batch_size 4 \
    --max_seq_length 384

其中参数释义如下：

  • model_type 指示了模型类型，使用BERT模型时设置为bert即可。
  • model_name_or_path 表示预测模型文件的前缀，和上一步导出预测模型中的output_path一致。
  • batch_size 表示每个预测批次的样本数目。
  • max_seq_length 表示最大句子长度，超过该长度将被截断，和训练时一致。

以上命令将在SQuAD v1.1的验证集上进行预测。此外，同训练时一样，用户可以通过命令行传入--version_2_with_negative控制所需要的SQuAD数据集版本。