SiameseUniNLU通用自然语言理解模型介绍
SiameseUniNLU通用自然语言理解模型，基于提示（Prompt）+文本（Text）的构建思路，通过设计适配于多种任务的Prompt，并利用指针网络（Pointer Network）实现片段抽取（Span Extraction），从而实现对命名实体识别、关系抽取、事件抽取、属性情感抽取、情感分类、文本分类、文本匹配、自然语言推理、阅读理解等多类自然语言理解任务的统一处理。和市面上已有的自然语言理解类模型不同的是：
- 更通用：UniNLU为各种理解类任务都设计了相应适配的Prompt，并通过大量训练，使得一个模型几乎可以解决所有自然语言理解类任务，支持的任务包括：
- 命名实体识别：抽取输入文本中的实体片段
- 关系抽取：抽取输入文本中具备特定关系类型的主客实体片段
- 事件抽取：抽取输入文本中相互联系的事件论元片段
- 属性情感抽取：抽取输入文本中特定对象的相关情感词片段
- 指代消解：判断给定代词是否指向文中的某一对象
- 情感分类：给定一段文本和候选情感标签，返回可以恰当表示该段文本情感倾向的标签
- 文本分类：给定一段文本和候选类别标签，返回可以恰当表示该段文本所属类别的标签
- 文本匹配：给定两段文本和相应相似度标签，返回可以恰当表示两段文本相似度的标签，文本相似度标签通常为“相似”，“不相似”两种
- 自然语言推理：给定两段文本和相应文本关系标签，返回可以恰当表示两段文本关系的标签，文本关系标签通常为“蕴含”，“矛盾”，“中立”三种
- 阅读理解：输入问题及参考文本，返回基于该段参考文本的问题答案，通常分为选择类阅读理解和抽取类阅读理解
- 更高效：UniNLU基于孪生神经网络的思想，将预训练语言模型（PLM）的前 N-n 层改为双流，后 n 层改为单流。我们认为语言模型的底层更多的是实现局部的简单语义信息的交互，顶层更多的是深层信息的交互，因此前N-n层不需要让Prompt和Text做过多的交互，我们将前N-n层Text的隐向量表示缓存了下来，从而将推理速度提升了30%；
- 更精准：我们在10类任务、6个领域、15个数据集上进行了测试
模型描述
模型基于structbert-base-chinese在千万级远监督数据+有监督数据预训练得到，模型框架如下图：
期望模型使用方式以及适用范围
你可以使用该模型，实现命名实体识别、关系抽取、事件抽取、属性情感抽取、指代消解、情感分类、文本分类、文本匹配、自然语言推理、阅读理解等各类信息抽取任务。
如何使用
安装Modelscope
依据ModelScope的介绍，实验环境可分为两种情况。在此推荐使用第2种方式，点开就能用，省去本地安装环境的麻烦，直接体验ModelScope。
1 本地环境安装
可参考ModelScope环境安装。
2 Notebook
ModelScope直接集成了线上开发环境，用户可以直接在线训练、调用模型。
打开模型页面，点击右上角“在Notebook中打开”，选择机器型号后，即可进入线上开发环境。
代码范例
Fine-Tune 微调示例
import os
import json
from modelscope.trainers import build_trainer
from modelscope.msdatasets import MsDataset
from modelscope.utils.hub import read_config
from modelscope.metainfo import Metrics
from modelscope.utils.constant import DownloadMode
model_id = 'damo/nlp_structbert_siamese-uninlu_chinese-base'
WORK_DIR = '/tmp'
train_dataset = MsDataset.load('damo/people_daily_ner_1998_tiny', namespace='damo', split='train', download_mode=DownloadMode.FORCE_REDOWNLOAD)
eval_dataset = MsDataset.load('damo/people_daily_ner_1998_tiny', namespace='damo', split='validation', download_mode=DownloadMode.FORCE_REDOWNLOAD)
max_epochs=3
kwargs = dict(
model=model_id,
model_revision='master',
train_dataset=train_dataset,
eval_dataset=eval_dataset,
max_epochs=max_epochs,
work_dir=WORK_DIR)
trainer = build_trainer('siamese-uie-trainer', default_args=kwargs)
print('===============================================================')
print('pre-trained model loaded, training started:')
print('===============================================================')
trainer.train()
print('===============================================================')
print('train success.')
print('===============================================================')
for i in range(max_epochs):
eval_results = trainer.evaluate(f'{WORK_DIR}/epoch_{i+1}.pth')
print(f'epoch {i} evaluation result:')
print(eval_results)
print('===============================================================')
print('evaluate success')
print('===============================================================')
零样本推理示例
from modelscope.pipelines import pipeline
from modelscope.utils.constant import Tasks
semantic_cls = pipeline(Tasks.siamese_uie, 'damo/nlp_structbert_siamese-uninlu_chinese-base', model_revision='v1.0')
# 命名实体识别 {实体类型: None}
semantic_cls(
input='1944年毕业于北大的名古屋铁道会长谷口清太郎等人在日本积极筹资，共筹款2.7亿日元，参加捐款的日本企业有69家。',
schema={
'人物': None,
'地理位置': None,
'组织机构': None
}
)
# 关系抽取 {主语实体类型: {关系(宾语实体类型): None}}
semantic_cls(
input='在北京冬奥会自由式中，2月8日上午，滑雪女子大跳台决赛中中国选手谷爱凌以188.25分获得金牌。2月9日上午，滑雪男子大跳台决赛中日本选手小泉次郎以188.25分获得银牌！',
schema={
'人物': {
'比赛项目(赛事名称)': None,
'参赛地点(城市)': None,
'获奖时间(时间)': None,
'选手国籍(国籍)': None
}
}
)
# 事件抽取 {事件类型（事件触发词）: {参数类型: None}}
semantic_cls(
input='7月28日，天津泰达在德比战中以0-1负于天津天海。',
schema={
'胜负(事件触发词)': {
'时间': None,
'败者': None,
'胜者': None,
'赛事名称': None
}
}
)
# 属性情感抽取 {属性词: {情感词: None}}
semantic_cls(
input='很满意，音质很好，发货速度快，值得购买',
schema={
'属性词': {
'情感词': None,
}
}
)
# 允许属性词缺省，#表示缺省
semantic_cls(
input='#很满意，音质很好，发货速度快，值得购买',
schema={
'属性词': {
'情感词': None,
}
}
)
# 支持情感分类
semantic_cls(
input='很满意，音质很好，发货速度快，值得购买',
schema={
'属性词': {
"正向情感(情感词)": None,
"负向情感(情感词)": None,
"中性情感(情感词)": None
}
}
)
# 指代消解，判断选项通过英文逗号“,”隔开，拼接在输入文本前面并用“｜”分隔
semantic_cls(
input='是的,不是|哥哥点了点头。“我这几年苦哇……现在玲玲也大一点了，所以……”他望着妹妹（候选词），脸上显出一副要求她(代词)谅解的表情。',
schema={
'在下面的描述中，代词“她”指代的是“妹妹”吗？': None
}
)
# 情感分类，情感标签通过英文逗号“,”隔开，拼接在输入文本前面并用“｜”分隔；同时也支持情绪分类任务，换成相应情绪标签即可，e.g. "无情绪,积极,愤怒,悲伤,恐惧,惊奇"
semantic_cls(
input='正向,负向|有点看不下去了，看作者介绍就觉得挺矫情了，文字也弱了点。后来才发现 大家对这本书评价都很低。亏了。',
schema={
'情感分类': None
}
)
# 文本分类，文本标签通过英文逗号“,”隔开，拼接在输入文本前面并用“｜”分隔
semantic_cls(
input='民生故事,文化,娱乐,体育,财经,房产,汽车,教育,科技,军事,旅游,国际,证券股票,农业三农,电竞游戏|学校召开2018届升学及出国深造毕业生座谈会就业指导',
schema={
'分类': None
}
)
# 文本匹配，文本相似度标签通过英文逗号“,”隔开，拼接在输入文本前面并用“｜”分隔；输入文本由两段文本组成，并用“&”隔开
semantic_cls(
input='相似,不相似|摄像头区域遮挡屏幕&通话遮挡屏幕黑屏正常',
schema={
'文本匹配': None
}
)
# 文本匹配也可以用下面这种方式组织，判断选项通过英文逗号“,”隔开，拼接在输入文本前面并用“｜”分隔；输入文本由两段文本组成，并分别用“句子1”和“句子2”区分
semantic_cls(
input='是的,不是|句子1：摄像头区域遮挡屏幕；句子2：通话遮挡屏幕黑屏正常',
schema={
'下面两句话的意思是否相同': None
}
)
# 自然语言推理，文本关系标签通过英文逗号“,”隔开，拼接在输入文本前面并用“｜”分隔；输入文本由两段文本组成，并分别用“段落1”和“段落2”区分
semantic_cls(
input='蕴含,矛盾,中立|段落1：是,但是你比如说像现在这种情况,是不是就是说咱们离它就绝对人类是再也没有任何可能性了；段落2：我对人类可能性有所思考',
schema={
'段落2和段落1的关系是：': None
}
)
# 选择类阅读理解，选项通过英文逗号“,”隔开，拼接在输入文本前面并用“｜”分隔
semantic_cls(
input='飞机票太贵,时间来不及,坐飞机头晕,飞机票太便宜|A：最近飞机票打折挺多的，你还是坐飞机去吧。B：反正又不是时间来不及，飞机再便宜我也不坐，我一听坐飞机就头晕。',
schema={
'B为什么不坐飞机?': None
}
)
# 抽取类阅读理解
semantic_cls(
input='大莱龙铁路位于山东省北部环渤海地区，西起位于益羊铁路的潍坊大家洼车站，向东经海化、寿光、寒亭、昌邑、平度、莱州、招远、终到龙口，连接山东半岛羊角沟、潍坊、莱州、龙口四个港口，全长175公里，工程建设概算总投资11.42亿元。铁路西与德大铁路、黄大铁路在大家洼站接轨，东与龙烟铁路相连。大莱龙铁路于1997年11月批复立项，2002年12月28日全线铺通，2005年6月建成试运营，是横贯山东省北部的铁路干线德龙烟铁路的重要组成部分，构成山东省北部沿海通道，并成为环渤海铁路网的南部干线。铁路沿线设有大家洼站、寒亭站、昌邑北站、海天站、平度北站、沙河站、莱州站、朱桥站、招远站、龙口西站、龙口北站、龙口港站。大莱龙铁路官方网站',
schema={
'大莱龙铁路位于哪里？': None
}
)
模型局限性以及可能的偏差
模型在较冷门的场景，效果可能不及预期。
相关论文以及引用信息
@article{wang2019structbert,
title={Structbert: Incorporating language structures into pre-training for deep language understanding},
author={Wang, Wei and Bi, Bin and Yan, Ming and Wu, Chen and Bao, Zuyi and Xia, Jiangnan and Peng, Liwei and Si, Luo},
journal={arXiv preprint arXiv:1908.04577},
year={2019}
}
@inproceedings{Zhao2021AdjacencyLO,
title={Adjacency List Oriented Relational Fact Extraction via Adaptive Multi-task Learning},
author={Fubang Zhao and Zhuoren Jiang and Yangyang Kang and Changlong Sun and Xiaozhong Liu},
booktitle={FINDINGS},
year={2021}
}
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