1.【NLP修炼系列之Bert（二）】Bert多分类&多标签文本分类实战（附源码）
2.bert和lda区别
3.Bert4keras开源框架源码解析（一）概述
4.BERT源码阅读
5.BERT源码逐行解析
6.ALBERT原理与实践

【NLP修炼系列之Bert（二）】Bert多分类&多标签文本分类实战（附源码）

       在NLP修炼系列之Bert（二）的源码上一篇文章中，我们对Bert的源码背景和预训练模型进行了深入讲解。现在，源码我们将步入实战环节，源码通过Bert解决文本的源码多分类和多标签分类任务。本文将介绍两个实际项目，源码网页源码英语一个是源码基于THUCNews数据集的类新闻标题分类，另一个是源码我们公司业务中的意图识别任务，采用多标签分类方式。源码

       1.1 数据集详解

       多分类项目使用THUCNews数据集，源码包含万个新闻标题，源码长度控制在-个字符，源码共分为财经、源码房产等个类别，源码每个类别有2万个样本。源码训练集包含万个样本，验证集和测试集各1万个，每个类别条。

       多标签任务数据集来自公司业务，以对话形式的json格式存在，用于意图识别。由于隐私原因，我们无法提供，但网上有很多公开的多标签数据集，稍加调整即可适用。

       1.2 项目结构概览

       项目包含Bert预训练模型文件、配置文件和词典等，可以从Huggingface官网下载。

        datas 目录下存放数据集、日志和模型。

       models 包含模型定义和超参数配置，还包括混合模型如Bert+CNN等。

       run.py 是miuiclock源码项目入口，负责运行训练。

       train_eval.py 负责模型训练、验证和测试。

       utils 提供数据预处理和加载工具。

       2. 项目流程和环境要求

       通过run.py调用argparse工具配置参数。安装环境要求Python 3.8，项目中已准备好requirements.txt文件。

       3. 项目实战步骤

       从构建数据集到模型定义，包括数据预处理、数据迭代器的创建、配置定义以及训练、验证和测试模块的实现。

       4. 实验与总结

       我们尝试了以下实验参数：num_epochs、batch_size、pad_size和learning_rate。在fine-tune模式下，Bert表现最佳，否则效果不佳。项目代码和数据集可通过关注布尔NLPer公众号获取，回复相应关键词获取多分类和多标签分类项目源码。

bert和lda区别

IDAPro是反汇编工具，bert是双向Transformer的Encoder。

       BERT的实现主要是围绕工程化的项目来进行的。bert模型的主要创新点都在pre-train方法上，即用了MaskedLM和NextSentencePrediction两种方法分别捕捉词语和句子级别的representation。

       ä½œä¸ºåæ±‡ç¼–程序的IDAPro能够创建其执行映射，以符号表示（汇编语言）显示处理器实际执行的二进制指令。IDAPro可以从机器可执行代码生成汇编语言源代码，并使这些复杂的代码更具人类可读性（这个可读具有相对性）。

Bert4keras开源框架源码解析（一）概述

       Bert4keras是苏剑林大佬开源的一个文本预训练框架，相较于谷歌开源的bert源码，它更为简洁，对理解BERT以及相关预训练技术提供了很大的帮助。

       源码地址如下：

       代码主要分为三个部分，分别在三个文件夹中。

       在bert4keras文件夹中，实现了BERT以及相关预训练技术的算法模型架构。examples文件夹则是基于预训练好的语言模型进行的一系列fine-tune实验任务。pretraining文件夹则负责从头预训练语言模型的实现。

       整体代码结构清晰，主要分为以下几部分：

       backend.py文件主要实现了一些自定义组件，hashcode()源码例如各种激活函数。这个部分之所以命名为backend（后端），是因为keras框架基于模块化的高级深度学习开发框架，它并不仅仅依赖于一种底层张量库，而是对各种底层张量库进行高层模块封装，让底层库负责诸如张量积、卷积等操作。例如，底层库可能选择TensorFlow或Theano。

       在layers.py文件中，实现了自定义层，如embedding层、多头自注意力层等。

       optimizers.py文件则实现了优化器的定义。

       snippets.py文件包含了与算法模型无关的辅助函数，例如字符串格式转换、文件读取等。

       tokenizers.py文件负责分词器的实现。

       而model.py文件则是框架的核心，实现了BERT及相关预训练模型的算法架构。

       后续文章将详细解析这些代码文件，期待与大家共同进步。

BERT源码阅读

       BERT，全称为双向Transformer编码器表示，其源码主要包含以下几个关键步骤:

       首先，环境准备至关重要，通过create_pretraining_data.py进行训练样本的生成。主体函数对原始文本进行切词处理，具体在tokenization.py中的create_training_instances()方法中实现。接着，通过调用write_instance_to_example_files()将处理后的样本保存。

       模型构建阶段，opencan 源码modeling.py中的核心是BertConfig类和BertModel类。通过初始化这两个类，可以构建起BERT模型。值得注意的是，模型结构中包含Dropout层，但注意力层的dropout概率有所不同。

       优化器的构建在optimization.py中完成，训练模型则通过run_pretraining.py中的model_fn_builder函数实现。同时，模型还包含处理Next Sentence Prediction (NSP)任务的loss函数，即get_next_sentence_output。

       后续的fine-tuning环节，extract_features.py负责生成句子向量表示，而run_classifier.py和run_classifier_with_tfhub.py用于分类任务。至于问答任务，run_squad.py提供了相应的解决方案。

BERT源码逐行解析

       解析BERT源码，关键在于理解Tensor的形状，这些我在注释中都做了标注，以来自huggingface的PyTorch版本为例。首先，BertConfig中的参数，如bert-base-uncased，包含了word_embedding、position_embedding和token_type_embedding三部分，它们合成为BertEmbedding，形状为[batch_size, seq_len, hidden_size]，如( x x )。

       Bert的基石是Multi-head-self-attention，这部分是理解BERT的核心。代码中对相对距离编码有详细注释，通过计算左右端点位置，八百源码形成一个[seq_len, seq_len]的相对位置矩阵。接着是BertSelfOutput，执行add和norm操作。

       BertAttention则将Self-Attention和Self-Output结合起来。BertIntermediate部分，对应BERT模型中的一个FFN（前馈神经网络）部分，而BertOutput则相当直接。最后，BertLayer就是将这些组件组装成一个完整的层，BERT模型就是由多个这样的层叠加而成的。

ALBERT原理与实践

       ALBERT模型在原理上与BERT类似，但针对BERT的不足进行了改进。尽管它减少了参数量，保持了性能，但主要集中在降低空间复杂度，而非时间复杂度，这使得ALBERT的预测速度并没有显著提升。其主要通过矩阵分解（Factorized embedding parameterization）和跨层参数共享（Cross-layer parameter sharing）两个机制实现参数量的大幅减少，尽管矩阵分解能减少一部分，但真正的大头是跨层共享，它通过共享Self-Attention层的参数来大大降低模型复杂度。

       矩阵分解通过将大维度的embedding矩阵分解为更小的参数E，如E=，以减少参数。例如，中文BERT的参数通过此方法可从M减少到2M左右，但与BERT的M相比，减少效果有限。而跨层参数共享则更关键，通过共享每一层的参数，使得层的参数用一层表示，极大地减少了总参数量。

       ALBERT放弃了NSP任务，转而采用SOP任务进行预训练，以提升下游任务效果。SOP任务简单，旨在判断句子顺序，而非判断句子是否相关，这有助于模型性能的提升。尽管ALBERT降低了参数，但其层Self-Attention结构使得预测速度并未加快，反而在某些情况下，BERT-base的预测速度更快。

       在实践上，使用ALBERT进行下游任务与BERT类似，只需替换模型并调整配置。ALBERT的源码可以从官网获取，通过添加和引用相应的modeling.py和bert_utils.py文件，以及调整config.py中的权重路径，即可进行模型训练。关注公众号阿力阿哩哩的炼丹日常，获取更多专业内容，如果喜欢，请给予支持。

为什么bert这么难理解?

       为了深入理解BERT，最好的方式是亲手实现它。虽然网络上解析BERT源码的博客很多，但从头开始实现的资料却相对稀缺，这导致学习资料较为匮乏，使得初学者难以入手。为了解决这个问题，我开始着手填补这类学习资料的空白，经过一番努力，最终实现了一个包含多行代码的简单BERT模型。

       实现过程主要分为以下几个步骤：

       1. **总体框架**：首先，我们需要实现关键组件，如自注意力层（Self-Attention）和点式前馈网络层（Feed Forward Neural Network）。接着，使用这些组件搭建起BERT的Transformer Encoder结构。

       2. **实现模型组件**：自注意力层用于计算向量的加权和，帮助每个词感知其它词，并组合语义信息。点式前馈网络层则用于引入非线性激活函数，增加模型复杂度。

       3. **激活函数**：BERT使用GELU作为激活函数，用于非线性转换。

       4. **encoder层**：将注意力层和点式前馈网络层组合，实现Transformer Encoder，提取文本特征。

       5. **构建模型**：基于Transformer Encoder，实现完整的BERT模型，包括预训练任务的损失函数。

       6. **训练模型**：最后，使用自己选择的语料库训练模型，调整超参数，以达到最佳性能。

       理解BERT的关键是掌握它的组件和逻辑。从实现过程出发，可以逐步构建对BERT的深入理解。通过亲自动手实践，不仅能够熟悉模型的内部运作，还能够根据实际需求进行优化和调整，从而更好地应用于各种NLP任务。

记录自己基于pytorch增量训练（继续预训练）BERT的过程

       基于pytorch进行增量训练（继续预训练）BERT的过程旨在利用已训练好的BERT模型，结合领域特定语料，实现模型能力的进一步提升。原本使用google bert的增量预训练方法受限于CPU计算，速度缓慢，因此探索了基于pytorch和多GPU的解决方案。

       实验环境包括torch 1.7.0+cu，transformers 3.5.1，且确保transformers版本为3.0以上，避免因版本差异导致的错误。如遇到`AttributeError: 'BertTokenizerFast' object has no attribute 'max_len'`问题，直接通过pip重装transformers可以快速解决。

       实验步骤主要包括在本地环境运行`run_language_modeling.py`文件，同时准备增量训练和评估文件。这些文件以每行一句话的形式存储，每8行作为训练集，每2行作为评估集。注意训练文件不能隔行存储，因此在训练参数中需要特别指定`line_by_line`。

       使用指定的BERT模型（例如siku_bert，为内部训练的简体版四库全书BERT）作为预训练基础，并在bash中执行命令进行训练。关键参数包括训练使用的所有GPU，通过`CUDA_VISIBLE_DEVICES`设置来避免占用其他用户资源。训练目录由`output_dir`参数定义，用于保存训练成果，模型最终文件为`pytorch_model.bin`。

       训练过程中，通过`nohup.out`文件监控评估损失，发现损失值逐渐减小，表明模型性能提升。训练结果自动保存在指定目录中，包括最终模型文件及每隔一定checkpoint保存的模型文件，虽占用一定内存，但有助于模型迭代过程的记录。

       值得注意的是，在增量训练过程中，词汇表保持一致，不增加新的词汇，仅更新现有词汇的权重。若需扩展词汇表，相关讨论和指导可以参阅其他资源。此外，基于transformers3.0版本的增量预训练方法已实现，而对于4.0及以上版本的transformers，虽然已有现成的源码支持，但未直接尝试使用，留待未来进一步探索和应用。

Bert是如何得到句向量和词向量的

       本文深入探讨了Bert预训练模型如何生成输入句子的句向量和词向量。在HuggingFace的BERT源码中，BertModel类承担着这一关键角色。其作用在于接收经过padding对齐后的token_id（bert_inputs/input_ids）和表示哪些token_id需要被mask的attention_mask，进而生成句子的句向量和词向量。

       在BertModel类的架构中，通过一系列组件如get_extended_attention_mask()、BertEmbedding、BertEncoder和BertPooler进行紧密串联，最终为每个输入句子生成了包含丰富信息的向量表示。具体而言，BertModel的内部结构由这些核心组件共同协作，确保了模型能够准确捕捉文本的语义特征。

       其中，get_extended_attention_mask()函数对输入的attention_mask进行特殊转换，将1和0分别映射为0和-，以增强模型对未被mask的token的注意力，同时削弱被mask token的影响。这一操作对于确保模型准确理解和处理输入文本至关重要。

       BertEmbeddings类负责将输入的token_id与预定义的embedding（包括token embedding、token type embedding和position embedding）进行融合，形成多维度的embedding_output。这一过程通过层规范化和Dropout操作进一步增强向量的表示能力，确保了输入数据在通过后续层处理时的稳定性和泛化能力。

       BertEncoder类则通过串联多个BertLayer，实现了对文本序列的多层编码。每个BertLayer通过自注意力机制（Self-Attention）对输入序列进行特征提取，构建出多层次的语义表示。在BertEncoder中，每个BertLayer的输出与下一个BertLayer的输入结合，最终生成包含多个层次信息的hidden_states，为文本理解提供丰富的上下文依赖。

       最后，BertPooler组件从sequence_output中提取出表示整个句子的向量，即通过取出第0个token（CLS）的向量表示，经过线性变换和激活函数后输出，得到pooled_output。这一输出不仅包含了句子的全局特征，还承载了对句子整体语义的概括，为后续任务如文本分类、命名实体识别等提供了强有力的输入基础。

       综上所述，BertModel类通过精心设计的组件协作，有效地将输入文本转换为句向量和词向量，为自然语言处理任务提供了高效、强大的表示能力。