[Машинное обучение, Natural Language Processing] BERT для классификации русскоязычных текстов
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 3 месяца
Сообщений: 27286
ЗачемВ интернете полно прекрасных статей про BERT. Но часто они слишком подробны для человека, который хочет просто дообучить модель для своей задачи. Данный туториал поможет максимально быстро и просто зафайнтюнить русскоязычный BERT для задачи классификации. Полный код и описание доступны в репозитории на github, есть возможность запустить все в google colab одной кнопкой.Workflow
- Данные для обучения
- Модель
- Helpers
- Train
- Inference
Данные для обученияДля обучения использовались очищенные данные русскоязычного твиттера из датасета RuTweetCorp. Данные размечены на 2 класса:
- '0' - негативные
- '1' - позитивные
Для упрощения работы используется кастомизированный класс Dataset:
from torch.utils.data import Dataset
class CustomDataset(Dataset):
def __init__(self, texts, targets, tokenizer, max_len=512):
self.texts = texts
self.targets = targets
self.tokenizer = tokenizer
self.max_len = max_len
def __len__(self):
return len(self.texts)
def __getitem__(self, idx):
text = str(self.texts[idx])
target = self.targets[idx]
encoding = self.tokenizer.encode_plus(
text,
add_special_tokens=True,
max_length=self.max_len,
return_token_type_ids=False,
padding='max_length',
return_attention_mask=True,
return_tensors='pt',
)
return {
'text': text,
'input_ids': encoding['input_ids'].flatten(),
'attention_mask': encoding['attention_mask'].flatten(),
'targets': torch.tensor(target, dtype=torch.long)
}
Стандартный класс расширяется методами __init__, __len__, __getitem__. В методе __init__ инициализируем тексты, метки, максимальную дину текста в токенах, а так же токенайзер. Токенайзер загружаем из репозитория huggingface rubert-tiny. Для загрузки модели используем команду:
from transformers import BertTokenizer
tokenizer_path = 'cointegrated/rubert-tiny'
tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained(tokenizer_path)
Метод len возвращает длину нашего датасета. Метод getitem возвращает словарь, который состоит из самого исходного текста, списка токенов, маски внимания, а также метки класса. Отдельно хочется остановить на настройках токенизатора с помощью метода .encode_plus(). В этом методе мы указываем токенизатору, что исходный текст нужно обрамлять служебными токенами add_special_tokens=True, а также дополнять полученные векторы до максимально длины padding='max_len'.МодельИспользуется русскоязычная модель BERT из репозитория huggingface rubert-tiny. Для загрузки модели используем команду:
from transformers import BertForSequenceClassification
model_path = 'cointegrated/rubert-tiny'
model = BertForSequenceClassification.from_pretrained(model_path)
Для классификации необходимо добавить полносвязный слой, количество входов которого — внутренняя размерность эмбеддинга сети, а выход - число классов для классификации. В нашем случае классификация у нас происходит на 2 класса, а внутреннюю размерность можно получить,выполнив следующую команду:
out_features = model.bert.encoder.layer[1].output.dense.out_features
В нашем случае размерность равна 312. Конфигурируем полносвязный слой:
model.classifier = torch.nn.Linear(312, 2)
Инициализация класса выглядит следующим образом:
class BertClassifier:
def __init__(self, model_path, tokenizer_path, n_classes=2, epochs=1, model_save_path='/content/bert.pt'):
self.model = BertForSequenceClassification.from_pretrained(model_path)
self.tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained(tokenizer_path)
self.device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
self.model_save_path=model_save_path
self.max_len = 512
self.epochs = epochs
self.out_features = self.model.bert.encoder.layer[1].output.dense.out_features
self.model.classifier = torch.nn.Linear(self.out_features, n_classes)
self.model.to(self.device)
HelpersДля работы нам необходимо инициализировать вспомогательные элементы.DataLoaderИспользуется для формирования батчей. В качестве входных параметров использует кастомный датасет, описанный ранее, а также количество сэмплов в батче.
from torch.utils.data DataLoader
train_set = CustomDataset(X_train, y_train, tokenizer)
train_loader = DataLoader(train_set, batch_size=2, shuffle=True)
OptimizerОптимизатор градиентного спуска. В качестве входных параметров передаем параметры нашей модели model.parameters(), а так же скорость обучения lr.
from transformers import AdamW
optimizer = AdamW(model.parameters(), lr=2e-5, correct_bias=False)
SchedulerПланировщик, нужен для настройки параметров оптимизатора во время обучения. В качестве входных параметров передаем оптимизатор, а так же общее количество шагов для обучения, которое равно произведению количества батчей тренировочной выборки на количество эпох обучения:
from transformers import get_linear_schedule_with_warmup
scheduler = get_linear_schedule_with_warmup(
optimizer,
num_warmup_steps=0,
num_training_steps=len(train_loader) * epochs
)
LossФункция потерь, считаем по ней ошибку модели:
loss_fn = torch.nn.CrossEntropyLoss()
Функция инициализации хэлперов:
def preparation(self, X_train, y_train, X_valid, y_valid):
# create datasets
self.train_set = CustomDataset(X_train, y_train, self.tokenizer)
self.valid_set = CustomDataset(X_valid, y_valid, self.tokenizer)
# create data loaders
self.train_loader = DataLoader(self.train_set, batch_size=2, shuffle=True)
self.valid_loader = DataLoader(self.valid_set, batch_size=2, shuffle=True)
# helpers initialization
self.optimizer = AdamW(self.model.parameters(), lr=2e-5, correct_bias=False)
self.scheduler = get_linear_schedule_with_warmup(
self.optimizer,
num_warmup_steps=0,
num_training_steps=len(self.train_loader) * self.epochs
)
self.loss_fn = torch.nn.CrossEntropyLoss().to(self.device)
TrainОбучение для одной эпохи:
def fit(self):
self.model = self.model.train()
losses = []
correct_predictions = 0
for data in self.train_loader:
input_ids = data["input_ids"].to(self.device)
attention_mask = data["attention_mask"].to(self.device)
targets = data["targets"].to(self.device)
outputs = self.model(
input_ids=input_ids,
attention_mask=attention_mask
)
preds = torch.argmax(outputs.logits, dim=1)
loss = self.loss_fn(outputs.logits, targets)
correct_predictions += torch.sum(preds == targets)
losses.append(loss.item())
loss.backward()
torch.nn.utils.clip_grad_norm_(self.model.parameters(), max_norm=1.0)
self.optimizer.step()
self.scheduler.step()
self.optimizer.zero_grad()
train_acc = correct_predictions.double() / len(self.train_set)
train_loss = np.mean(losses)
return train_acc, train_loss
Данные в цикле батчами генерируются с помощью DataLoader:
for data in self.train_loader:
input_ids = data["input_ids"].to(self.device)
attention_mask = data["attention_mask"].to(self.device)
targets = data["targets"].to(self.device)
Батч подается в модель:
outputs = self.model(
input_ids=input_ids,
attention_mask=attention_mask
)
На выходе получаем распределение вероятности по классам и значение ошибки:
preds = torch.argmax(outputs.logits, dim=1)
loss = self.loss_fn(outputs.logits, targets)
Делаем шаг на всех вспомогательных функциях:
- loss.backward(): обратное распространение ошибки;
- clip_grad_norm(): обрезаем градиенты для предотвращения "взрыва" градиентов;
- optimizer.step(): шаг оптимизатора;
- scheduler.step(): шаг планировщика;
- optimizer.zero_grad(): обнуляем градиенты.
Код метода eval:
def eval(self):
self.model = self.model.eval()
losses = []
correct_predictions = 0
with torch.no_grad():
for data in self.valid_loader:
input_ids = data["input_ids"].to(self.device)
attention_mask = data["attention_mask"].to(self.device)
targets = data["targets"].to(self.device)
outputs = self.model(
input_ids=input_ids,
attention_mask=attention_mask
)
preds = torch.argmax(outputs.logits, dim=1)
loss = self.loss_fn(outputs.logits, targets)
correct_predictions += torch.sum(preds == targets)
losses.append(loss.item())
val_acc = correct_predictions.double() / len(self.valid_set)
val_loss = np.mean(losses)
return val_acc, val_loss
Для обучения на нескольких эпохах используется метод train, в котором последовательно вызываются методы fit и eval.Код метода train:
def train(self):
best_accuracy = 0
for epoch in range(self.epochs):
print(f'Epoch {epoch + 1}/{self.epochs}')
train_acc, train_loss = self.fit()
print(f'Train loss {train_loss} accuracy {train_acc}')
val_acc, val_loss = self.eval()
print(f'Val loss {val_loss} accuracy {val_acc}')
print('-' * 10)
if val_acc > best_accuracy:
torch.save(self.model, self.model_save_path)
best_accuracy = val_acc
self.model = torch.load(self.model_save_path)
InferenceДля предсказания класса для нового текста используется метод predict, который имеет смысл вызывать только после обучения модели. Метод работает следующим образом:
- Токенизируется входной текст;
- Токенизированный текст подается в модель;
- На выходе получаем вероятности классов;
- Возвращаем метку наиболее вероятного класса.
Код метода predict:
def predict(self, text):
encoding = self.tokenizer.encode_plus(
text,
add_special_tokens=True,
max_length=self.max_len,
return_token_type_ids=False,
truncation=True,
padding='max_length',
return_attention_mask=True,
return_tensors='pt',
)
out = {
'text': text,
'input_ids': encoding['input_ids'].flatten(),
'attention_mask': encoding['attention_mask'].flatten()
}
input_ids = out["input_ids"].to(self.device)
attention_mask = out["attention_mask"].to(self.device)
outputs = self.model(
input_ids=input_ids.unsqueeze(0),
attention_mask=attention_mask.unsqueeze(0)
)
prediction = torch.argmax(outputs.logits, dim=1).cpu().numpy()[0]
return prediction
Ссылки
ЗаключениеХотелось максимально просто и кратко, но все равно получилось как-то объемно. Замечания, исправления и дополнения приветствуются!
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Машинное обучение, Финансы в IT] БСД для финансистов – хорошо, но Диаграммы влияния – лучше
- [Python, Машинное обучение, Разработка на Raspberry Pi, TensorFlow] Как на Raspberry Pi запустить модель ML и сэкономить пространство одноплатника (перевод)
- [Разработка игр, Машинное обучение, Искусственный интеллект] Волк, предпочитающий самоубийство съедению овцы (перевод)
- [Информационная безопасность] ТОП-3 ИБ-событий недели по версии Jet CSIRT
- [Open source, Программирование, GitHub, Машинное обучение, IT-компании] GitHub признался, что использовал весь публичный код для обучения Copilot без учёта типа лицензии
- [Data Mining, Визуализация данных, Машинное обучение, Data Engineering] Курс «Анализ данных и машинное обучение в MATLAB»
- [Python, Алгоритмы, Big Data, Машинное обучение, Искусственный интеллект] Data Phoenix Digest — 08.07.2021
- [Big Data, Машинное обучение] Google выпускает MLP-Mixer: MLP архитектуру для компьютерного зрения
- [Информационная безопасность, Работа с видео, Машинное обучение, Искусственный интеллект] Бельгийский политический активист научил систему машинного зрения помечать на видео политиков, не слушающих заседание
- [Математика, Машинное обучение, Научно-популярное, Физика] Как ИИ превосходит человека в разработке квантовых экспериментов и причём здесь графы (перевод)
Теги для поиска: #_mashinnoe_obuchenie (Машинное обучение), #_natural_language_processing, #_bert, #_pytorch, #_transformers, #_huggingface, #_mashinnoe_obuchenie (
Машинное обучение
), #_natural_language_processing
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 15-Май 22:32
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 3 месяца |
|
|
ЗачемВ интернете полно прекрасных статей про BERT. Но часто они слишком подробны для человека, который хочет просто дообучить модель для своей задачи. Данный туториал поможет максимально быстро и просто зафайнтюнить русскоязычный BERT для задачи классификации. Полный код и описание доступны в репозитории на github, есть возможность запустить все в google colab одной кнопкой.Workflow
from torch.utils.data import Dataset
class CustomDataset(Dataset): def __init__(self, texts, targets, tokenizer, max_len=512): self.texts = texts self.targets = targets self.tokenizer = tokenizer self.max_len = max_len def __len__(self): return len(self.texts) def __getitem__(self, idx): text = str(self.texts[idx]) target = self.targets[idx] encoding = self.tokenizer.encode_plus( text, add_special_tokens=True, max_length=self.max_len, return_token_type_ids=False, padding='max_length', return_attention_mask=True, return_tensors='pt', ) return { 'text': text, 'input_ids': encoding['input_ids'].flatten(), 'attention_mask': encoding['attention_mask'].flatten(), 'targets': torch.tensor(target, dtype=torch.long) } from transformers import BertTokenizer
tokenizer_path = 'cointegrated/rubert-tiny' tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained(tokenizer_path) from transformers import BertForSequenceClassification
model_path = 'cointegrated/rubert-tiny' model = BertForSequenceClassification.from_pretrained(model_path) out_features = model.bert.encoder.layer[1].output.dense.out_features
model.classifier = torch.nn.Linear(312, 2)
class BertClassifier:
def __init__(self, model_path, tokenizer_path, n_classes=2, epochs=1, model_save_path='/content/bert.pt'): self.model = BertForSequenceClassification.from_pretrained(model_path) self.tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained(tokenizer_path) self.device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu") self.model_save_path=model_save_path self.max_len = 512 self.epochs = epochs self.out_features = self.model.bert.encoder.layer[1].output.dense.out_features self.model.classifier = torch.nn.Linear(self.out_features, n_classes) self.model.to(self.device) from torch.utils.data DataLoader
train_set = CustomDataset(X_train, y_train, tokenizer) train_loader = DataLoader(train_set, batch_size=2, shuffle=True) from transformers import AdamW
optimizer = AdamW(model.parameters(), lr=2e-5, correct_bias=False) from transformers import get_linear_schedule_with_warmup
scheduler = get_linear_schedule_with_warmup( optimizer, num_warmup_steps=0, num_training_steps=len(train_loader) * epochs ) loss_fn = torch.nn.CrossEntropyLoss()
def preparation(self, X_train, y_train, X_valid, y_valid):
# create datasets self.train_set = CustomDataset(X_train, y_train, self.tokenizer) self.valid_set = CustomDataset(X_valid, y_valid, self.tokenizer) # create data loaders self.train_loader = DataLoader(self.train_set, batch_size=2, shuffle=True) self.valid_loader = DataLoader(self.valid_set, batch_size=2, shuffle=True) # helpers initialization self.optimizer = AdamW(self.model.parameters(), lr=2e-5, correct_bias=False) self.scheduler = get_linear_schedule_with_warmup( self.optimizer, num_warmup_steps=0, num_training_steps=len(self.train_loader) * self.epochs ) self.loss_fn = torch.nn.CrossEntropyLoss().to(self.device) def fit(self):
self.model = self.model.train() losses = [] correct_predictions = 0 for data in self.train_loader: input_ids = data["input_ids"].to(self.device) attention_mask = data["attention_mask"].to(self.device) targets = data["targets"].to(self.device) outputs = self.model( input_ids=input_ids, attention_mask=attention_mask ) preds = torch.argmax(outputs.logits, dim=1) loss = self.loss_fn(outputs.logits, targets) correct_predictions += torch.sum(preds == targets) losses.append(loss.item()) loss.backward() torch.nn.utils.clip_grad_norm_(self.model.parameters(), max_norm=1.0) self.optimizer.step() self.scheduler.step() self.optimizer.zero_grad() train_acc = correct_predictions.double() / len(self.train_set) train_loss = np.mean(losses) return train_acc, train_loss for data in self.train_loader:
input_ids = data["input_ids"].to(self.device) attention_mask = data["attention_mask"].to(self.device) targets = data["targets"].to(self.device) outputs = self.model(
input_ids=input_ids, attention_mask=attention_mask ) preds = torch.argmax(outputs.logits, dim=1)
loss = self.loss_fn(outputs.logits, targets)
def eval(self):
self.model = self.model.eval() losses = [] correct_predictions = 0 with torch.no_grad(): for data in self.valid_loader: input_ids = data["input_ids"].to(self.device) attention_mask = data["attention_mask"].to(self.device) targets = data["targets"].to(self.device) outputs = self.model( input_ids=input_ids, attention_mask=attention_mask ) preds = torch.argmax(outputs.logits, dim=1) loss = self.loss_fn(outputs.logits, targets) correct_predictions += torch.sum(preds == targets) losses.append(loss.item()) val_acc = correct_predictions.double() / len(self.valid_set) val_loss = np.mean(losses) return val_acc, val_loss def train(self):
best_accuracy = 0 for epoch in range(self.epochs): print(f'Epoch {epoch + 1}/{self.epochs}') train_acc, train_loss = self.fit() print(f'Train loss {train_loss} accuracy {train_acc}') val_acc, val_loss = self.eval() print(f'Val loss {val_loss} accuracy {val_acc}') print('-' * 10) if val_acc > best_accuracy: torch.save(self.model, self.model_save_path) best_accuracy = val_acc self.model = torch.load(self.model_save_path)
def predict(self, text):
encoding = self.tokenizer.encode_plus( text, add_special_tokens=True, max_length=self.max_len, return_token_type_ids=False, truncation=True, padding='max_length', return_attention_mask=True, return_tensors='pt', ) out = { 'text': text, 'input_ids': encoding['input_ids'].flatten(), 'attention_mask': encoding['attention_mask'].flatten() } input_ids = out["input_ids"].to(self.device) attention_mask = out["attention_mask"].to(self.device) outputs = self.model( input_ids=input_ids.unsqueeze(0), attention_mask=attention_mask.unsqueeze(0) ) prediction = torch.argmax(outputs.logits, dim=1).cpu().numpy()[0] return prediction =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Машинное обучение ), #_natural_language_processing |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 15-Май 22:32
Часовой пояс: UTC + 5