【算法】Bert预训练源码阅读

Bert预训练源码

主要代码

地址：https://github.com/google-research/bert

1. create_pretraning_data.py：原始文件转换为训练数据格式
2. tokenization.py：汉字，单词切分，复合词处理，create_pretraning_data中调用
3. modeling.py: 模型结构
4. run_pretraing.py: 运行预训练

tokenization.py

作用：句子切分，特殊符号处理。
主要类：BasicTokenizer, WordpieceTokenizer, FullTokenizer

1. BasicTokenizer.tokenize: 文本转为unicode, 去除特殊符号，汉字前后加空格，按空格切分单词，去掉文本重音，按标点符号切割单词。最后生成一个list
2. WordpieceTokenizer.tokenize: 长度过长的单词标记为UNK，复合词切分，找不到的词标记为UNK
3. FullTokenizer：先后调用BasicTokenizer和WordpieceTokenizer

create_pretraning_data.py

输入：词典， 原始文本(空行分割不同文章，一行一句)
输出：训练数据
作用：生成训练数据，句子对组合，单词mask等
入口函数main

1. 加载词典，加载原始文本

2. create_training_instances
   读取原始文本文件，做unicode转换，中文，标点，特殊符号处理，空格切分，复合词切分。转换为[[[first doc first sentence],[first doc second sentence],[first doc third sentence]],[[second doc first sentence],[]],....] 这样的结构
   去除空文章，文章顺序打乱
   输入的原始文本会重复使用dupe_factor次

3. 对每一篇文章生成训练数据create_instances_from_document
   训练语句长度限制max_seq_length，0.1的概率生成长度较小的训练语句，增加鲁棒性
   句子对(A,B)随机组合
   对于一篇文章，按顺序获取n行句子，其长度总和限制为target_seq_length,
   随机选取n行中的前m行作为A
   0.5的概率，B是n行中后面剩余的部分；其他情况，B是随机选取的其他文章内容，开始位置是随机的
   文章中没有使用的部分继续组合(A, B)
   添加CLS,SEP分隔符，生成句子向量
   对句子对中的单词做随机mask (create_masked_lm_predictions), 随机取num_to_predict个单词做mask，0.8的概率标记为MASK，0.1的概率标记为原始单词，0.1的概率标记为随机单词
   封装，句子对，句子id，是否为随机下一句，mask的下标位置，mask对应的原始单词

4. 训练数据序列化，存入文件。单词转为id，句子长度不足的后面补0。

modeling.py

BertConfig: 配置
BertModel： 模型主体

建模主体过程：

1. 获取词向量 [batch_size, seq_length, embedding_size]
2. 添加句向量，添加位置向量，在最后一个维度上做归一化，整体做dropout
3. transformer
   全连接映射 [B*F, embedding_size]->[B*F, N*H]
   \(dropout(softmax(QK^T))V\), 其中mask了原本没有数据的部分
   全连接，dropout,残差处理，归一化，全连接，dropout，残差处理，归一化
   上述循环多层
   取最终[CLS]对应的向量做句向量

run_pretraining.py

作用：生成目标函数，加载已有参数，迭代训练
主要函数：model_fn_builder

1. 评估mask单词的预测准确性，整体loss为mask处预测对的分数的平均值
2. 评估next_sentence预测准确性，loss为预测对的概率值
3. 总损失为上面两个损失相加