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创建自定义架构

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创建自定义架构

AutoClass 自动推断模型架构并下载预训练的配置和权重。一般来说，我们建议使用 AutoClass 生成与检查点（checkpoint）无关的代码。希望对特定模型参数有更多控制的用户，可以仅从几个基类创建自定义的 🤗 Transformers 模型。这对于任何有兴趣学习、训练或试验 🤗 Transformers 模型的人可能特别有用。通过本指南，深入了解如何不通过 AutoClass 创建自定义模型。了解如何：

加载并自定义模型配置。
创建模型架构。
为文本创建慢速和快速分词器。
为视觉任务创建图像处理器。
为音频任务创建特征提取器。
为多模态任务创建处理器。

配置

配置涉及到模型的具体属性。每个模型配置都有不同的属性；例如，所有 NLP 模型都共享 hidden_size、num_attention_heads、 num_hidden_layers 和 vocab_size 属性。这些属性用于指定构建模型时的注意力头数量或隐藏层层数。

访问 DistilBertConfig 以更近一步了解 DistilBERT，检查它的属性：

>>> from transformers import DistilBertConfig

>>> config = DistilBertConfig()
>>> print(config)
DistilBertConfig {
  "activation": "gelu",
  "attention_dropout": 0.1,
  "dim": 768,
  "dropout": 0.1,
  "hidden_dim": 3072,
  "initializer_range": 0.02,
  "max_position_embeddings": 512,
  "model_type": "distilbert",
  "n_heads": 12,
  "n_layers": 6,
  "pad_token_id": 0,
  "qa_dropout": 0.1,
  "seq_classif_dropout": 0.2,
  "sinusoidal_pos_embds": false,
  "transformers_version": "4.16.2",
  "vocab_size": 30522
}

DistilBertConfig 显示了构建基础 DistilBertModel 所使用的所有默认属性。所有属性都可以进行自定义，为实验创造了空间。例如，您可以将默认模型自定义为：

使用 activation 参数尝试不同的激活函数。
使用 attention_dropout 参数为 attention probabilities 使用更高的 dropout ratio。

>>> my_config = DistilBertConfig(activation="relu", attention_dropout=0.4)
>>> print(my_config)
DistilBertConfig {
  "activation": "relu",
  "attention_dropout": 0.4,
  "dim": 768,
  "dropout": 0.1,
  "hidden_dim": 3072,
  "initializer_range": 0.02,
  "max_position_embeddings": 512,
  "model_type": "distilbert",
  "n_heads": 12,
  "n_layers": 6,
  "pad_token_id": 0,
  "qa_dropout": 0.1,
  "seq_classif_dropout": 0.2,
  "sinusoidal_pos_embds": false,
  "transformers_version": "4.16.2",
  "vocab_size": 30522
}

预训练模型的属性可以在 from_pretrained() 函数中进行修改：

>>> my_config = DistilBertConfig.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased", activation="relu", attention_dropout=0.4)

当你对模型配置满意时，可以使用 save_pretrained() 来保存配置。你的配置文件将以 JSON 文件的形式存储在指定的保存目录中：

>>> my_config.save_pretrained(save_directory="./your_model_save_path")

要重用配置文件，请使用 from_pretrained() 进行加载：

>>> my_config = DistilBertConfig.from_pretrained("./your_model_save_path/config.json")

你还可以将配置文件保存为字典，甚至只保存自定义配置属性与默认配置属性之间的差异！有关更多详细信息，请参阅配置文档。

模型

接下来，创建一个模型。模型，也可泛指架构，定义了每一层网络的行为以及进行的操作。配置中的 num_hidden_layers 等属性用于定义架构。每个模型都共享基类 PreTrainedModel 和一些常用方法，例如调整输入嵌入的大小和修剪自注意力头。此外，所有模型都是 torch.nn.Module、tf.keras.Model 或 flax.linen.Module 的子类。这意味着模型与各自框架的用法兼容。

Pytorch

Hide Pytorch content

将自定义配置属性加载到模型中：

>>> from transformers import DistilBertModel

>>> my_config = DistilBertConfig.from_pretrained("./your_model_save_path/config.json")
>>> model = DistilBertModel(my_config)

这段代码创建了一个具有随机参数而不是预训练权重的模型。在训练该模型之前，您还无法将该模型用于任何用途。训练是一项昂贵且耗时的过程。通常来说，最好使用预训练模型来更快地获得更好的结果，同时仅使用训练所需资源的一小部分。

使用 from_pretrained() 创建预训练模型：

>>> model = DistilBertModel.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")

当加载预训练权重时，如果模型是由 🤗 Transformers 提供的，将自动加载默认模型配置。然而，如果你愿意，仍然可以将默认模型配置的某些或者所有属性替换成你自己的配置：

>>> model = DistilBertModel.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased", config=my_config)

TensorFlow

Hide TensorFlow content

将自定义配置属性加载到模型中：

>>> from transformers import TFDistilBertModel

>>> my_config = DistilBertConfig.from_pretrained("./your_model_save_path/my_config.json")
>>> tf_model = TFDistilBertModel(my_config)

使用 from_pretrained() 创建预训练模型：

>>> tf_model = TFDistilBertModel.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")

当加载预训练权重时，如果模型是由 🤗 Transformers 提供的，将自动加载默认模型配置。然而，如果你愿意，仍然可以将默认模型配置的某些或者所有属性替换成自己的配置：

>>> tf_model = TFDistilBertModel.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased", config=my_config)

模型头（Model heads）

此时，你已经有了一个输出隐藏状态的基础 DistilBERT 模型。隐藏状态作为输入传递到模型头以生成最终输出。🤗 Transformers 为每个任务提供不同的模型头，只要模型支持该任务（即，您不能使用 DistilBERT 来执行像翻译这样的序列到序列任务）。

Pytorch

Hide Pytorch content

例如，DistilBertForSequenceClassification 是一个带有序列分类头（sequence classification head）的基础 DistilBERT 模型。序列分类头是池化输出之上的线性层。

>>> from transformers import DistilBertForSequenceClassification

>>> model = DistilBertForSequenceClassification.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")

通过切换到不同的模型头，可以轻松地将此检查点重复用于其他任务。对于问答任务，你可以使用 DistilBertForQuestionAnswering 模型头。问答头（question answering head）与序列分类头类似，不同点在于它是隐藏状态输出之上的线性层。

>>> from transformers import DistilBertForQuestionAnswering

>>> model = DistilBertForQuestionAnswering.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")

TensorFlow

Hide TensorFlow content

例如，TFDistilBertForSequenceClassification 是一个带有序列分类头（sequence classification head）的基础 DistilBERT 模型。序列分类头是池化输出之上的线性层。

>>> from transformers import TFDistilBertForSequenceClassification

>>> tf_model = TFDistilBertForSequenceClassification.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")

通过切换到不同的模型头,可以轻松地将此检查点重复用于其他任务。对于问答任务，你可以使用 TFDistilBertForQuestionAnswering 模型头。问答头（question answering head）与序列分类头类似，不同点在于它是隐藏状态输出之上的线性层。

>>> from transformers import TFDistilBertForQuestionAnswering

>>> tf_model = TFDistilBertForQuestionAnswering.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")

分词器

在将模型用于文本数据之前，你需要的最后一个基类是 tokenizer，它用于将原始文本转换为张量。🤗 Transformers 支持两种类型的分词器：

PreTrainedTokenizer：分词器的Python实现
PreTrainedTokenizerFast：来自我们基于 Rust 的 🤗 Tokenizer 库的分词器。因为其使用了 Rust 实现，这种分词器类型的速度要快得多，尤其是在批量分词（batch tokenization）的时候。快速分词器还提供其他的方法，例如偏移映射（offset mapping），它将标记（token）映射到其原始单词或字符。

这两种分词器都支持常用的方法，如编码和解码、添加新标记以及管理特殊标记。

并非每个模型都支持快速分词器。参照这张表格查看模型是否支持快速分词器。

如果您训练了自己的分词器，则可以从词表文件创建一个分词器：

>>> from transformers import DistilBertTokenizer

>>> my_tokenizer = DistilBertTokenizer(vocab_file="my_vocab_file.txt", do_lower_case=False, padding_side="left")

请务必记住，自定义分词器生成的词表与预训练模型分词器生成的词表是不同的。如果使用预训练模型，则需要使用预训练模型的词表，否则输入将没有意义。使用 DistilBertTokenizer 类创建具有预训练模型词表的分词器：

>>> from transformers import DistilBertTokenizer

>>> slow_tokenizer = DistilBertTokenizer.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")

使用 DistilBertTokenizerFast 类创建快速分词器：

>>> from transformers import DistilBertTokenizerFast

>>> fast_tokenizer = DistilBertTokenizerFast.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")

默认情况下，AutoTokenizer 将尝试加载快速标记生成器。你可以通过在 from_pretrained 中设置 use_fast=False 以禁用此行为。

图像处理器

图像处理器用于处理视觉输入。它继承自 ImageProcessingMixin 基类。

要使用它，需要创建一个与你使用的模型关联的图像处理器。例如，如果你使用 ViT 进行图像分类，可以创建一个默认的 ViTImageProcessor：

>>> from transformers import ViTImageProcessor

>>> vit_extractor = ViTImageProcessor()
>>> print(vit_extractor)
ViTImageProcessor {
  "do_normalize": true,
  "do_resize": true,
  "image_processor_type": "ViTImageProcessor",
  "image_mean": [
    0.5,
    0.5,
    0.5
  ],
  "image_std": [
    0.5,
    0.5,
    0.5
  ],
  "resample": 2,
  "size": 224
}

如果您不需要进行任何自定义，只需使用 from_pretrained 方法加载模型的默认图像处理器参数。

修改任何 ViTImageProcessor 参数以创建自定义图像处理器：

>>> from transformers import ViTImageProcessor

>>> my_vit_extractor = ViTImageProcessor(resample="PIL.Image.BOX", do_normalize=False, image_mean=[0.3, 0.3, 0.3])
>>> print(my_vit_extractor)
ViTImageProcessor {
  "do_normalize": false,
  "do_resize": true,
  "image_processor_type": "ViTImageProcessor",
  "image_mean": [
    0.3,
    0.3,
    0.3
  ],
  "image_std": [
    0.5,
    0.5,
    0.5
  ],
  "resample": "PIL.Image.BOX",
  "size": 224
}

特征提取器

特征提取器用于处理音频输入。它继承自 FeatureExtractionMixin 基类，亦可继承 SequenceFeatureExtractor 类来处理音频输入。

要使用它，创建一个与你使用的模型关联的特征提取器。例如，如果你使用 Wav2Vec2 进行音频分类，可以创建一个默认的 Wav2Vec2FeatureExtractor：

>>> from transformers import Wav2Vec2FeatureExtractor

>>> w2v2_extractor = Wav2Vec2FeatureExtractor()
>>> print(w2v2_extractor)
Wav2Vec2FeatureExtractor {
  "do_normalize": true,
  "feature_extractor_type": "Wav2Vec2FeatureExtractor",
  "feature_size": 1,
  "padding_side": "right",
  "padding_value": 0.0,
  "return_attention_mask": false,
  "sampling_rate": 16000
}

如果您不需要进行任何自定义，只需使用 from_pretrained 方法加载模型的默认特征提取器参数。

修改任何 Wav2Vec2FeatureExtractor 参数以创建自定义特征提取器：

>>> from transformers import Wav2Vec2FeatureExtractor

>>> w2v2_extractor = Wav2Vec2FeatureExtractor(sampling_rate=8000, do_normalize=False)
>>> print(w2v2_extractor)
Wav2Vec2FeatureExtractor {
  "do_normalize": false,
  "feature_extractor_type": "Wav2Vec2FeatureExtractor",
  "feature_size": 1,
  "padding_side": "right",
  "padding_value": 0.0,
  "return_attention_mask": false,
  "sampling_rate": 8000
}

处理器

对于支持多模式任务的模型，🤗 Transformers 提供了一个处理器类，可以方便地将特征提取器和分词器等处理类包装到单个对象中。例如，让我们使用 Wav2Vec2Processor 来执行自动语音识别任务 (ASR)。 ASR 将音频转录为文本，因此您将需要一个特征提取器和一个分词器。

创建一个特征提取器来处理音频输入：

>>> from transformers import Wav2Vec2FeatureExtractor

>>> feature_extractor = Wav2Vec2FeatureExtractor(padding_value=1.0, do_normalize=True)

创建一个分词器来处理文本输入：

>>> from transformers import Wav2Vec2CTCTokenizer

>>> tokenizer = Wav2Vec2CTCTokenizer(vocab_file="my_vocab_file.txt")

将特征提取器和分词器合并到 Wav2Vec2Processor 中：

>>> from transformers import Wav2Vec2Processor

>>> processor = Wav2Vec2Processor(feature_extractor=feature_extractor, tokenizer=tokenizer)

通过两个基类 - 配置类和模型类 - 以及一个附加的预处理类（分词器、图像处理器、特征提取器或处理器），你可以创建 🤗 Transformers 支持的任何模型。每个基类都是可配置的，允许你使用所需的特定属性。你可以轻松设置模型进行训练或修改现有的预训练模型进行微调。

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