PaddleHub实战篇{ERNIE实现文新闻本分类ERNIE3.0 实现序列标注}

Posted 2022-06-03 汀、

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了PaddleHub实战篇{ERNIE实现文新闻本分类ERNIE3.0 实现序列标注}相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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通过前面几篇文章大家都有一定了解，下面直接上代码讲解

1.ERNIE实现文新闻本分类

用最新版本paddlenlp和paddle！

项目链接：ERNIE实现新闻文本分类 -

!pip install --upgrade paddlenlp
!pip install -U paddlehub
#安装

import paddlehub as hub
import paddle

model = hub.Module(name="ernie", task='seq-cls', num_classes=14) # 在多分类任务中，num_classes需要显式地指定类别数，此处根据数据集设置为14

hub.Module的参数用法如下：

name：模型名称，可以选择ernie，ernie_tiny，bert-base-cased， bert-base-chinese, roberta-wwm-ext，roberta-wwm-ext-large等。
task：fine-tune任务。此处为seq-cls，表示文本分类任务。
num_classes：表示当前文本分类任务的类别数，根据具体使用的数据集确定，默认为2。

NOTE： 文本多分类的任务中，num_classes需要用户指定，具体的类别数根据选用的数据集确定，本教程中为14。

PaddleHub还提供BERT等模型可供选择, 当前支持文本分类任务的模型对应的加载示例如下：

模型名	PaddleHub Module
ERNIE, Chinese	`hub.Module(name='ernie')`
ERNIE tiny, Chinese	`hub.Module(name='ernie_tiny')`
ERNIE 2.0 Base, English	`hub.Module(name='ernie_v2_eng_base')`
ERNIE 2.0 Large, English	`hub.Module(name='ernie_v2_eng_large')`
BERT-Base, English Cased	`hub.Module(name='bert-base-cased')`
BERT-Base, English Uncased	`hub.Module(name='bert-base-uncased')`
BERT-Large, English Cased	`hub.Module(name='bert-large-cased')`
BERT-Large, English Uncased	`hub.Module(name='bert-large-uncased')`
BERT-Base, Multilingual Cased	`hub.Module(nane='bert-base-multilingual-cased')`
BERT-Base, Multilingual Uncased	`hub.Module(nane='bert-base-multilingual-uncased')`
BERT-Base, Chinese	`hub.Module(name='bert-base-chinese')`
BERT-wwm, Chinese	`hub.Module(name='chinese-bert-wwm')`
BERT-wwm-ext, Chinese	`hub.Module(name='chinese-bert-wwm-ext')`
RoBERTa-wwm-ext, Chinese	`hub.Module(name='roberta-wwm-ext')`
RoBERTa-wwm-ext-large, Chinese	`hub.Module(name='roberta-wwm-ext-large')`
RBT3, Chinese	`hub.Module(name='rbt3')`
RBTL3, Chinese	`hub.Module(name='rbtl3')`
ELECTRA-Small, English	`hub.Module(name='electra-small')`
ELECTRA-Base, English	`hub.Module(name='electra-base')`
ELECTRA-Large, English	`hub.Module(name='electra-large')`
ELECTRA-Base, Chinese	`hub.Module(name='chinese-electra-base')`
ELECTRA-Small, Chinese	`hub.Module(name='chinese-electra-small')`

通过以上的一行代码，model初始化为一个适用于文本分类任务的模型，为ERNIE的预训练模型后拼接上一个全连接网络（Full Connected

1.1: 加载自定义数据集

本示例数据集是由清华大学提供的新闻文本数据集THUCNews。THUCNews是根据新浪新闻RSS订阅频道2005~2011年间的历史数据筛选过滤生成，包含74万篇新闻文档（2.19 GB），均为UTF-8纯文本格式。我们在原始新浪新闻分类体系的基础上，重新整合划分出14个候选分类类别：财经、彩票、房产、股票、家居、教育、科技、社会、时尚、时政、体育、星座、游戏、娱乐。为了快速展示如何使用PaddleHub完成文本分类任务，该示例数据集从THUCNews训练集中随机抽取了9000条文本数据集作为本示例的训练集，从验证集中14个类别每个类别随机抽取100条数据作为本示例的验证集，测试集抽取方式和验证集相同。

数据集：https://aistudio.baidu.com/aistudio/projectdetail/4153654

首先解压数据集。

# 查看当前挂载的数据集目录, 该目录下的变更重启环境后会自动还原
# View dataset directory. This directory will be recovered automatically after resetting environment.
%cd /home/aistudio/data/data16287/
!tar -zxvf thu_news.tar.gz
!ls -hl thu_news

!head -n 3 thu_news/train.txt

加载自定义数据集，用户仅需要继承TextClassificationDataset类。下面代码示例展示如何将自定义数据集加载进PaddleHub使用。

具体详情可参考加载自定义数据集

import os, io, csv
from paddlehub.datasets.base_nlp_dataset import InputExample, TextClassificationDataset

# 数据集存放位置
DATA_DIR="/home/aistudio/data/data16287/thu_news"

class ThuNews(TextClassificationDataset):
    def __init__(self, tokenizer, mode='train', max_seq_len=128):
        if mode == 'train':
            data_file = 'train.txt'
        elif mode == 'test':
            data_file = 'test.txt'
        else:
            data_file = 'valid.txt'
        super(ThuNews, self).__init__(
            base_path=DATA_DIR,
            data_file=data_file,
            tokenizer=tokenizer,
            max_seq_len=max_seq_len,
            mode=mode,
            is_file_with_header=True,
            label_list=['体育', '科技', '社会', '娱乐', '股票', '房产', '教育', '时政', '财经', '星座', '游戏', '家居', '彩票', '时尚'])

    # 解析文本文件里的样本
    def _read_file(self, input_file, is_file_with_header: bool = False):
        if not os.path.exists(input_file):
            raise RuntimeError("The file  is not found.".format(input_file))
        else:
            with io.open(input_file, "r", encoding="UTF-8") as f:
                reader = csv.reader(f, delimiter="\\t", quotechar=None)
                examples = []
                seq_id = 0
                header = next(reader) if is_file_with_header else None
                for line in reader:
                    example = InputExample(guid=seq_id, text_a=line[0], label=line[1])
                    seq_id += 1
                    examples.append(example)
                return examples

train_dataset = ThuNews(model.get_tokenizer(), mode='train', max_seq_len=128)
dev_dataset = ThuNews(model.get_tokenizer(), mode='dev', max_seq_len=128)
test_dataset = ThuNews(model.get_tokenizer(), mode='test', max_seq_len=128)
for e in train_dataset.examples[:3]:
    print(e)

NOTE： 最大序列长度max_seq_len是可以调整的参数，建议值128，根据任务文本长度不同可以调整该值，但最大不超过512。

1.2: 选择优化策略和运行配置

optimizer = paddle.optimizer.Adam(learning_rate=5e-5, parameters=model.parameters())  # 优化器的选择和参数配置
trainer = hub.Trainer(model, optimizer, checkpoint_dir='./ckpt', use_gpu=True)        # fine-tune任务的执行者

优化策略

Paddle2.0-rc提供了多种优化器选择，如SGD, Adam, Adamax等，详细参见策略。

在本教程中选择了Adam优化器，其的参数用法:

learning_rate: 全局学习率。默认为1e-3；
parameters: 待优化模型参数。

运行配置

Trainer 主要控制Fine-tune任务的训练，是任务的发起者，包含以下可控制的参数:

model: 被优化模型；
optimizer: 优化器选择；
use_gpu: 是否使用gpu训练；
use_vdl: 是否使用vdl可视化训练过程；
checkpoint_dir: 保存模型参数的地址；
compare_metrics: 保存最优模型的衡量指标；

1.3: 执行fine-tune并评估模型

trainer.train(train_dataset, epochs=3, batch_size=32, eval_dataset=dev_dataset, save_interval=1)   # 配置训练参数，启动训练，并指定验证集

[2022-01-19 15:02:20,462] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=170/282 loss=0.0352 acc=0.9875 lr=0.000050 step/sec=4.33 | ETA 00:04:31
[2022-01-19 15:02:22,777] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=180/282 loss=0.1361 acc=0.9656 lr=0.000050 step/sec=4.32 | ETA 00:04:30
[2022-01-19 15:02:25,096] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=190/282 loss=0.0730 acc=0.9844 lr=0.000050 step/sec=4.31 | ETA 00:04:29
[2022-01-19 15:02:27,415] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=200/282 loss=0.0645 acc=0.9875 lr=0.000050 step/sec=4.31 | ETA 00:04:28
[2022-01-19 15:02:29,729] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=210/282 loss=0.0652 acc=0.9844 lr=0.000050 step/sec=4.32 | ETA 00:04:27
[2022-01-19 15:02:32,048] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=220/282 loss=0.1083 acc=0.9594 lr=0.000050 step/sec=4.31 | ETA 00:04:26
[2022-01-19 15:02:34,362] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=230/282 loss=0.1116 acc=0.9656 lr=0.000050 step/sec=4.32 | ETA 00:04:25
[2022-01-19 15:02:36,673] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=240/282 loss=0.1040 acc=0.9656 lr=0.000050 step/sec=4.33 | ETA 00:04:24
[2022-01-19 15:02:38,976] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=250/282 loss=0.0556 acc=0.9844 lr=0.000050 step/sec=4.34 | ETA 00:04:23
[2022-01-19 15:02:41,289] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=260/282 loss=0.0755 acc=0.9750 lr=0.000050 step/sec=4.32 | ETA 00:04:22
[2022-01-19 15:02:43,607] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=270/282 loss=0.1749 acc=0.9563 lr=0.000050 step/sec=4.31 | ETA 00:04:22
[2022-01-19 15:02:45,918] [   TRAIN] - Epoch=3/3, Step=280/282 loss=0.1602 acc=0.9594 lr=0.000050 step/sec=4.33 | ETA 00:04:21

result = trainer.evaluate(test_dataset, batch_size=32)    # 在测试集上评估当前训练模型

1.4、使用模型进行预测

当Finetune完成后，我们加载训练后保存的最佳模型来进行预测，完整预测代码如下：

# Data to be prdicted
data = [
    # 房产
    ["昌平京基鹭府10月29日推别墅1200万套起享97折　　新浪房产讯(编辑郭彪)京基鹭府(论坛相册户型样板间点评地图搜索)售楼处位于昌平区京承高速北七家出口向西南公里路南。项目预计10月29日开盘，总价1200万元/套起，2012年年底入住。待售户型为联排户型面积为410-522平方米，独栋户型面积为938平方米，双拼户型面积为522平方米。　　京基鹭府项目位于昌平定泗路与东北路交界处。项目周边配套齐全，幼儿园：伊顿双语幼儿园、温莎双语幼儿园；中学：北师大亚太实验学校、潞河中学(北京市重点)；大学：王府语言学校、北京邮电大学、现代音乐学院；医院：王府中西医结合医院(三级甲等)、潞河医院、解放军263医院、安贞医院昌平分院；购物：龙德广场、中联万家商厦、世纪华联超市、瑰宝购物中心、家乐福超市；酒店：拉斐特城堡、鲍鱼岛；休闲娱乐设施：九华山庄、温都温泉度假村、小汤山疗养院、龙脉温泉度假村、小汤山文化广场、皇港高尔夫、高地高尔夫、北鸿高尔夫球场；银行：工商银行、建设银行、中国银行、北京农村商业银行；邮局：中国邮政储蓄；其它：北七家建材城、百安居建材超市、北七家镇武装部、北京宏翔鸿企业孵化基地等，享受便捷生活。"],
    # 游戏
    ["尽管官方到今天也没有公布《使命召唤：现代战争2》的游戏详情，但《使命召唤：现代战争2》首部包含游戏画面的影片终于现身。虽然影片仅有短短不到20秒，但影片最后承诺大家将于美国时间5月24日NBA职业篮球东区决赛时将会揭露更多的游戏内容。　　这部只有18秒的广告片闪现了9个镜头，能够辨识的场景有直升机飞向海岛军事工事，有飞机场争夺战，有潜艇和水下工兵，有冰上乘具，以及其他的一些镜头。整体来看《现代战争2》很大可能仍旧与俄罗斯有关。　　片尾有一则预告：“May24th，EasternConferenceFinals”，这是什么？这是说当前美国NBA联赛东部总决赛的日期。原来这部视频是NBA季后赛奥兰多魔术对波士顿凯尔特人队时，TNT电视台播放的广告。"],
    # 体育
    ["罗马锋王竟公然挑战两大旗帜拉涅利的球队到底错在哪　　记者张恺报道主场一球小胜副班长巴里无可吹捧，罗马占优也纯属正常，倒是托蒂罚失点球和前两号门将先后受伤(多尼以三号身份出场)更让人揪心。阵容规模扩大，反而表现不如上赛季，缺乏一流强队的色彩，这是所有球迷对罗马的印象。　　拉涅利说：“去年我们带着嫉妒之心看国米，今年我们也有了和国米同等的超级阵容，许多教练都想有罗马的球员。阵容广了，寻找队内平衡就难了，某些时段球员的互相排斥和跟从前相比的落差都正常。有好的一面，也有不好的一面，所幸，我们一直在说一支伟大的罗马，必胜的信念和够级别的阵容，我们有了。”拉涅利的总结由近一阶段困扰罗马的队内摩擦、个别球员闹意见要走人而发，本赛季技术层面强化的罗马一直没有上赛季反扑的面貌，内部变化值得球迷关注。"],
    # 教育
    ["新总督致力提高加拿大公立教育质量　　滑铁卢大学校长约翰斯顿先生于10月1日担任加拿大总督职务。约翰斯顿先生还曾任麦吉尔大学长，并曾在多伦多大学、女王大学和西安大略大学担任教学职位。　　约翰斯顿先生在就职演说中表示，要将加拿大建设成为一个“聪明与关爱的国度”。为实现这一目标，他提出三个支柱：支持并关爱家庭、儿童；鼓励学习与创造；提倡慈善和志愿者精神。他尤其强调要关爱并尊重教师，并通过公立教育使每个人的才智得到充分发展。"]
]

label_list=['体育', '科技', '社会', '娱乐', '股票', '房产', '教育', '时政', '财经', '星座', '游戏', '家居', '彩票', '时尚']
label_map =  
    idx: label_text for idx, label_text in enumerate(label_list)


model = hub.Module(
    name='ernie',
    task='seq-cls',
    load_checkpoint='./ckpt/best_model/model.pdparams',
    label_map=label_map)
results = model.predict(data, max_seq_len=128, batch_size=1, use_gpu=True)
for idx, text in enumerate(data):
    print('Data:  \\t Lable: '.format(text[0], results[idx]))

Data: 昌平京基鹭府10月29日推别墅1200万套起享97折　　新浪房产讯(编辑郭彪)京基鹭府(论坛相册户型样板间点评地图搜索)售楼处位于昌平区京承高速北七家出口向西南公里路南。项目预计10月29日开盘，总价1200万元/套起，2012年年底入住。待售户型为联排户型面积为410-522平方米，独栋户型面积为938平方米，双拼户型面积为522平方米。　　京基鹭府项目位于昌平定泗路与东北路交界处。项目周边配套齐全，幼儿园：伊顿双语幼儿园、温莎双语幼儿园；中学：北师大亚太实验学校、潞河中学(北京市重点)；大学：王府语言学校、北京邮电大学、现代音乐学院；医院：王府中西医结合医院(三级甲等)、潞河医院、解放军263医院、安贞医院昌平分院；购物：龙德广场、中联万家商厦、世纪华联超市、瑰宝购物中心、家乐福超市；酒店：拉斐特城堡、鲍鱼岛；休闲娱乐设施：九华山庄、温都温泉度假村、小汤山疗养院、龙脉温泉度假村、小汤山文化广场、皇港高尔夫、高地高尔夫、北鸿高尔夫球场；银行：工商银行、建设银行、中国银行、北京农村商业银行；邮局：中国邮政储蓄；其它：北七家建材城、百安居建材超市、北七家镇武装部、北京宏翔鸿企业孵化基地等，享受便捷生活。 	 Lable: 房产
Data: 尽管官方到今天也没有公布《使命召唤：现代战争2》的游戏详情，但《使命召唤：现代战争2》首部包含游戏画面的影片终于现身。虽然影片仅有短短不到20秒，但影片最后承诺大家将于美国时间5月24日NBA职业篮球东区决赛时将会揭露更多的游戏内容。　　这部只有18秒的广告片闪现了9个镜头，能够辨识的场景有直升机飞向海岛军事工事，有飞机场争夺战，有潜艇和水下工兵，有冰上乘具，以及其他的一些镜头。整体来看《现代战争2》很大可能仍旧与俄罗斯有关。　　片尾有一则预告：“May24th，EasternConferenceFinals”，这是什么？这是说当前美国NBA联赛东部总决赛的日期。原来这部视频是NBA季后赛奥兰多魔术对波士顿凯尔特人队时，TNT电视台播放的广告。 	 Lable: 游戏
Data: 罗马锋王竟公然挑战两大旗帜拉涅利的球队到底错在哪　　记者张恺报道主场一球小胜副班长巴里无可吹捧，罗马占优也纯属正常，倒是托蒂罚失点球和前两号门将先后受伤(多尼以三号身份出场)更让人揪心。阵容规模扩大，反而表现不如上赛季，缺乏一流强队的色彩，这是所有球迷对罗马的印象。　　拉涅利说：“去年我们带着嫉妒之心看国米，今年我们也有了和国米同等的超级阵容，许多教练都想有罗马的球员。阵容广了，寻找队内平衡就难了，某些时段球员的互相排斥和跟从前相比的落差都正常。有好的一面，也有不好的一面，所幸，我们一直在说一支伟大的罗马，必胜的信念和够级别的阵容，我们有了。”拉涅利的总结由近一阶段困扰罗马的队内摩擦、个别球员闹意见要走人而发，本赛季技术层面强化的罗马一直没有上赛季反扑的面貌，内部变化值得球迷关注。 	 Lable: 体育
Data: 新总督致力提高加拿大公立教育质量　　滑铁卢大学校长约翰斯顿先生于10月1日担任加拿大总督职务。约翰斯顿先生还曾任麦吉尔大学长，并曾在多伦多大学、女王大学和西安大略大学担任教学职位。　　约翰斯顿先生在就职演说中表示，要将加拿大建设成为一个“聪明与关爱的国度”。为实现这一目标，他提出三个支柱：支持并关爱家庭、儿童；鼓励学习与创造；提倡慈善和志愿者精神。他尤其强调要关爱并尊重教师，并通过公立教育使每个人的才智得到充分发展。 	 Lable: 教育

ERNIE实现新闻文本分类 - 项目链接

2.ERNIE 3.0--MSRA序列标注实战

!pip install --upgrade paddlenlp
!pip install -U paddlehub

PaddleHub2.0——使用动态图版预训练模型ERNIE实现序列标注

2.1. 什么是序列标注

序列标注(Sequence Tagging)是经典的自然语言处理问题，可以用于解决一系列字符分类问题，例如分词、词性标注(POS tagging)、命名实体识别(Named Entity Recognition，NER)、关键词抽取、语义角色标注(Semantic Role Labeling)、槽位抽取(Slot Filling)。在现实场景中，序列标注技术可以帮助完成简历、快递单、病例医疗实体信息抽取等。

在序列标注任务中，一般会定义一个标签集合来表示所有预测结果。对于输入的序列，任务目标是对序列中所有字符进行标记。在深度学习中，通常将序列标注问题视为分类问题，对输入序列的每一个token进行一次多分类任务进行训练预测。

ERNIE 3.0框架分为两层。第一层是通用语义表示网络，该网络学习数据中的基础和通用的知识。第二层是任务语义表示网络，该网络基于通用语义表示，学习任务相关的知识。在学习过程中，任务语义表示网络只学习对应类别的预训练任务，而通用语义表示网络会学习所有的预训练任务。

2.3. ERNIE 3.0中文预训练模型进行MSRA序列标注

2.3.1 环境准备

AI Studio平台默认安装了Paddle和PaddleNLP，并定期更新版本。如需手动更新Paddle，可参考飞桨安装说明，安装相应环境下最新版飞桨框架。使用如下命令确保安装最新版PaddleNLP：

import os
import paddle
import paddlenlp

2.3.2 加载MSRA-NER数据集

MSRA-NER 数据集由微软亚研院发布，其目标是识别文本中具有特定意义的实体，主要包括人名、地名、机构名等。PaddleNLP已经内置该数据集，一键即可加载。PaddleNLP集成的数据集MSRA-NER数据集对文件格式做了调整：每一行文本、标签以特殊字符"\\t"进行分隔，每个字之间以特殊字符"\\002"分隔。示例如下：

不\\002久\\002前\\002，\\002中\\002国\\002共\\002产\\002党\\002召\\002开\\002了\\002举\\002世\\002瞩\\002目\\002的\\002第\\002十\\002五\\002次\\002全\\002国\\002代\\002表\\002大\\002会\\002。O\\002O\\002O\\002O\\002B-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002B-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002I-ORG\\002O

这\\002次\\002代\\002表\\002大\\002会\\002是\\002在\\002中\\002国\\002改\\002革\\002开\\002放\\002和\\002社\\002会\\002主\\002义\\002现\\002代\\002化\\002建\\002设\\002发\\002展\\002的\\002关\\002键\\002时\\002刻\\002召\\002开\\002的\\002历\\002史\\002性\\002会\\002议\\002。O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002B-LOC\\002I-LOC\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O\\002O

加载MSRA_NER数据集为BIO标注集：

B-PER、I-PER代表人名首字、人名非首字。
B-LOC、I-LOC代表地名首字、地名非首字。
B-ORG、I-ORG代表组织机构名首字、组织机构名非首字。
O代表该字不属于命名实体的一部分。

# 加载MSRA_NER数据集
from paddlenlp.datasets import load_dataset

train_ds, test_ds = load_dataset('msra_ner', splits=('train', 'test'), lazy=False)
label_vocab = label:label_id for label_id, label in enumerate(train_ds.label_list)

# 数据集返回类型为MapDataset
print("数据类型:", type(train_ds))
print("数据标签:", label_vocab)

# 每条数据包含一句文本和这个文本中每个汉字以及数字对应的label标签
print("训练集样例:", train_ds[0])
print("测试集样例:", test_ds[0])

数据类型: <class 'paddlenlp.datasets.dataset.MapDataset'>
数据标签: 'B-PER': 0, 'I-PER': 1, 'B-ORG': 2, 'I-ORG': 3, 'B-LOC': 4, 'I-LOC': 5, 'O': 6
训练集样例: 'tokens': ['当', '希', '望', '工', '程', '救', '助', '的', '百', '万', '儿', '童', '成', '长', '起', '来', '，', '科', '教', '兴', '国', '蔚', '然', '成', '风', '时', '，', '今', '天', '有', '收', '藏', '价', '值', '的', '书', '你', '没', '买', '，', '明', '日', '就', '叫', '你', '悔', '不', '当', '初', '！'], 'labels': [6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6]
测试集样例: 'tokens': ['中', '共', '中', '央', '致', '中', '国', '致', '公', '党', '十', '一', '大', '的', '贺', '词', '各', '位', '代', '表', '、', '各', '位', '同', '志', '：', '在', '中', '国', '致', '公', '党', '第', '十', '一', '次', '全', '国', '代', '表', '大', '会', '隆', '重', '召', '开', '之', '际', '，', '中', '国', '共', '产', '党', '中', '央', '委', '员', '会', '谨', '向', '大', '会', '表', '示', '热', '烈', '的', '祝', '贺', '，', '向', '致', '公', '党', '的', '同', '志', '们', '致', '以', '亲', '切', '的', '问', '候', '！'], 'labels': [2, 3, 3, 3, 6, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 2, 3, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6]

2.3.3 加载中文ERNIE 3.0预训练模型和分词器¶¶

PaddleNLP中Auto模块（包括AutoModel, AutoTokenizer及各种下游任务类）提供了方便易用的接口，无需指定模型类别，即可调用不同网络结构的预训练模型。PaddleNLP的预训练模型可以很容易地通过from_pretrained()方法加载，Transformer预训练模型汇总包含了40多个主流预训练模型，500多个模型权重。

AutoForTokenClassification可用于序列标注，通过预训练模型获取输入文本每个token的表示，之后将token表示进行分类。PaddleNLP已经实现了ERNIE 3.0预训练模型，可以通过一行代码实现ERNIE 3.0预训练模型和分词器的加载。

本项目开源 ERNIE 3.0 Base 、ERNIE 3.0 Medium 、 ERNIE 3.0 Mini 、 ERNIE 3.0 Micro 、 ERNIE 3.0 Nano 五个模型：

ERNIE 3.0-Base (12-layer, 768-hidden, 12-heads)
ERNIE 3.0-Medium (6-layer, 768-hidden, 12-heads)
ERNIE 3.0-Mini (6-layer, 384-hidden, 12-heads)
ERNIE 3.0-Micro (4-layer, 384-hidden, 12-heads)
ERNIE 3.0-Nano (4-layer, 312-hidden, 12-heads)

from paddlenlp.transformers import AutoModelForTokenClassification
from paddlenlp.transformers import AutoTokenizer

model_name = "ernie-3.0-base-zh"
model = AutoModelForTokenClassification.from_pretrained(model_name, num_classes=len(train_ds.label_list))
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_name)

2.3.4 基于预训练模型的数据处理¶¶

Dataset中通常为原始数据，需要经过一定的数据处理转成可输入模型的数据并进行采样组batch。

通过Dataset的map函数，使用分词器将数据集从原始文本处理成模型的输入。
定义paddle.io.BatchSampler和collate_fn构建 paddle.io.DataLoader。

实际训练中，根据显存大小调整批大小batch_size和文本最大长度max_seq_length。

import functools
import numpy as np

from paddle.io import DataLoader, BatchSampler
from paddlenlp.data import DataCollatorForTokenClassification

# 数据预处理函数，利用分词器将文本转化为整数序列
def preprocess_function(example, tokenizer, label_vocab, max_seq_length=128):

    labels = example['labels']
    tokens = example['tokens']
    no_entity_id = label_vocab['O']

    tokenized_input = tokenizer(tokens, return_length=True, is_split_into_words=True, max_seq_len=max_seq_length)

    # 保证label与input_ids长度一致
    # -2 for [CLS] and [SEP]
    if len(tokenized_input['input_ids']) - 2 < len(labels):
        labels = labels[:len(tokenized_input['input_ids']) - 2]
    tokenized_input['labels'] = [no_entity_id] + labels + [no_entity_id]
    tokenized_input['labels'] += [no_entity_id] * (len(tokenized_input['input_ids']) - len(tokenized_input['labels'])) 
    
    return tokenized_input


trans_func = functools.partial(preprocess_function, tokenizer=tokenizer, label_vocab=label_vocab, max_seq_length=128)
train_ds = train_ds.map(trans_func)
test_ds = test_ds.map(trans_func)

# collate_fn函数构造，将不同长度序列充到批中数据的最大长度，再将数据堆叠
collate_fn = DataCollatorForTokenClassification(tokenizer=tokenizer, label_pad_token_id=-1)

# 定义BatchSampler，选择批大小和是否随机乱序，进行DataLoader
train_batch_sampler = BatchSampler(train_ds, batch_size=32, shuffle=True)
test_batch_sampler = BatchSampler(test_ds, batch_size=32, shuffle=False)
train_data_loader = DataLoader(dataset=train_ds, batch_sampler=train_batch_sampler, collate_fn=collate_fn)
test_data_loader = DataLoader(dataset=test_ds, batch_sampler=test_batch_sampler, collate_fn=collate_fn)

2.3.5 数据训练和评估

定义训练所需的优化器、损失函数、评价指标等，就可以开始进行预模型微调任务。

from paddlenlp.metrics import ChunkEvaluator

# Adam优化器、交叉熵损失函数、ChunkEvaluator评价指标
optimizer = paddle.optimizer.AdamW(learning_rate=2e-5, parameters=model.parameters())
criterion = paddle.nn.loss.CrossEntropyLoss(ignore_index=-1)
metric = ChunkEvaluator(label_list=train_ds.label_list)

10个epoch预计训练时间60分钟。

# 开始训练
import time
import paddle.nn.functional as F

from utils import evaluate

epochs = 10 # 训练轮次
ckpt_dir = "ernie_ckpt" #训练过程中保存模型参数的文件夹
best_f1_score = 0
best_step = 0
global_step = 0 #迭代次数
tic_train = time.time()
for epoch in range(1, epochs + 1):
    for step, batch in enumerate(train_data_loader, start=1):
        input_ids, token_type_ids, labels = batch['input_ids'], batch['token_type_ids'], batch['labels']

        # 计算模型输出、损失函数值
        logits = model(input_ids, token_type_ids)
        loss =  paddle.mean(criterion(logits, labels))

        # 每迭代10次，打印损失函数值、计算速度
        global_step += 1
        if global_step % 10 == 0:
            print(
                "global step %d, epoch: %d, batch: %d, loss: %.5f, speed: %.2f step/s"
                % (global_step, epoch, step, loss, 10 / (time.time() - tic_train)))
            tic_train = time.time()
        
        # 反向梯度回传
        loss.backward()
        optimizer.step()
        optimizer.clear_grad()

        # 每迭代200次，评估当前训练的模型、保存当前最佳模型参数和分词器的词表等
        if global_step % 200 == 0:
            save_dir = ckpt_dir
            if not os.path.exists(save_dir):
                os.makedirs(save_dir)
            print('global_step', global_step, end=' ')
            f1_score_eval = evaluate(model, metric, test_data_loader)
            if f1_score_eval > best_f1_score:
                best_f1_score = f1_score_eval
                best_step = global_step

                model.save_pretrained(save_dir)
                tokenizer.save_pretrained(save_dir)

global step 13960, epoch: 10, batch: 1297, loss: 0.00087, speed: 5.29 step/s
global step 13970, epoch: 10, batch: 1307, loss: 0.01934, speed: 5.31 step/s
global step 13980, epoch: 10, batch: 1317, loss: 0.00257, speed: 5.27 step/s
global step 13990, epoch: 10, batch: 1327, loss: 0.00045, speed: 4.94 step/s
global step 14000, epoch: 10, batch: 1337, loss: 0.00306, speed: 5.04 step/s
global_step 14000 eval precision: 0.946141 - recall: 0.956587 - f1: 0.951335
global step 14010, epoch: 10, batch: 1347, loss: 0.00233, speed: 0.93 step/s
global step 14020, epoch: 10, batch: 1357, loss: 0.00579, speed: 5.05 step/s
global step 14030, epoch: 10, batch: 1367, loss: 0.00169, speed: 5.24 step/s
global step 14040, epoch: 10, batch: 1377, loss: 0.00024, speed: 4.86 step/s
global step 14050, epoch: 10, batch: 1387, loss: 0.00112, speed: 5.44 step/s
global step 14060, epoch: 10, batch: 1397, loss: 0.00163, speed: 5.10 step/s
global step 14070, epoch: 10, batch: 1407, loss: 0.00009, speed: 5.55 step/s
运行时长:3460.397秒结束时间:2022-06-01 16:52:00

utils：文件需要下载：

链接：ERNIE3.0中文预训练模型进行MSRA序列标注-自然语言处理文档类资源-

2.3.6 序列标注结果预测与保存

加载微调好的模型参数进行情感分析预测，并保存预测结果

# 测试集结果评估
from utils import parse_decodes

# 加载最佳模型参数
model.set_dict(paddle.load('ernie_ckpt/model_state.pdparams'))

# 可以加载预先训练好的模型参数结果查看模型训练结果
# model.set_dict(paddle.load('ernie_ckpt_trained/model_state.pdparams'))

model.eval()
metric.reset()

pred_list = []
len_list = []

for step, batch in enumerate(test_data_loader, start=1):
    input_ids, token_type_ids, labels, lens = batch['input_ids'], batch['token_type_ids'], batch['labels'], batch['seq_len']

    logits = model(input_ids, token_type_ids)
    preds = paddle.argmax(logits, axis=-1)

    n_infer, n_label, n_correct = metric.compute(lens, preds, labels)
    metric.update(n_infer.numpy(), n_label.numpy(), n_correct.numpy())

    pred_list.append(preds.numpy())
    len_list.append(lens.numpy())

precision, recall, f1_score = metric.accumulate()
print("ERNIE 3.0 在msra_ner的test集表现 -precision: %f - recall: %f - f1: %f" %(precision, recall, f1_score))

结果：

ERNIE 3.0 在msra_ner的test集表现 -precision: 0.948490 - recall: 0.957897 - f1: 0.953170

我们根据模型预测结果对文本进行后处理，对文本序列进行标注，具体的标签含义如下：

‘O’: no special entity(其他不属于任何实体的字符,包括标点等)
‘PER’: person(人名)
‘ORG’: organization(组织机构)
‘LOC’: location（地点）

# 根据预测结果对文本进行后处理
test_ds = load_dataset('msra_ner', splits=('test')) 
preds = parse_decodes(test_ds, pred_list, len_list, label_vocab)

# 查看预测结果
print("查看结果")
print("\\n".join(preds[:2]))

# 保存预测结果
with open("results.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("\\n".join(preds))

结果：

查看结果
('中共中央', 'ORG')('致', 'O')('中国致公党十一大', 'ORG')('的', 'O')('贺', 'O')('词', 'O')('各', 'O')('位', 'O')('代', 'O')('表', 'O')('、', 'O')('各', 'O')('位', 'O')('同', 'O')('志', 'O')('：', 'O')('在', 'O')('中国致公党第十一次全国代表大会', 'ORG')('隆', 'O')('重', 'O')('召', 'O')('开', 'O')('之', 'O')('际', 'O')('，', 'O')('中国共产党中央委员会', 'ORG')('谨', 'O')('向', 'O')('大', 'O')('会', 'O')('表', 'O')('示', 'O')('热', 'O')('烈', 'O')('的', 'O')('祝', 'O')('贺', 'O')('，', 'O')('向', 'O')('致公党', 'ORG')('的', 'O')('同', 'O')('志', 'O')('们', 'O')('致', 'O')('以', 'O')('亲', 'O')('切', 'O')('的', 'O')('问', 'O')('候', 'O')('！', 'O')
('在', 'O')('过', 'O')('去', 'O')('的', 'O')('五', 'O')('年', 'O')('中', 'O')('，', 'O')('致公党', 'ORG')('在', 'O')('邓小平', 'PER')('理', 'O')('论', 'O')('指', 'O')('引', 'O')('下', 'O')('，', 'O')('遵', 'O')('循', 'O')('社', 'O')('会', 'O')('主', 'O')('义', 'O')('初', 'O')('级', 'O')('阶', 'O')('段', 'O')('的', 'O')('基', 'O')('本', 'O')('路', 'O')('线', 'O')('，', 'O')('努', 'O')('力', 'O')('实', 'O')('践', 'O')('致公党十大', 'ORG')('提', 'O')('出', 'O')('的', 'O')('发', 'O')('挥', 'O')('参', 'O')('政', 'O')('党', 'O')('职', 'O')('能', 'O')('、', 'O')('加', 'O')('强', 'O')('自', 'O')('身', 'O')('建', 'O')('设', 'O')('的', 'O')('基', 'O')('本', 'O')('任', 'O')('务', 'O')('。', 'O')

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以上是关于PaddleHub实战篇{ERNIE实现文新闻本分类ERNIE3.0 实现序列标注}的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

PaddleHub提供的ERNIE进行文本分类

深度学习核心技术精讲100篇（八十一）-NLP预训练模型ERNIE实战应用案例

基于Ernie-3.0 CAIL2019法研杯要素识别多标签分类任务

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