Classificação de tokens

A classificação de tokens atribui um rótulo a tokens individuais em uma frase. Uma das tarefas de classificação de tokens mais comuns é o Reconhecimento de Entidade Nomeada, também chamada de NER (sigla em inglês para Named Entity Recognition). O NER tenta encontrar um rótulo para cada entidade em uma frase, como uma pessoa, local ou organização.

Este guia mostrará como realizar o fine-tuning do DistilBERT no conjunto de dados WNUT 17 para detectar novas entidades.

Carregando o conjunto de dados WNUT 17

Carregue o conjunto de dados WNUT 17 da biblioteca 🤗 Datasets:

>>> from datasets import load_dataset

>>> wnut = load_dataset("wnut_17")

E dê uma olhada em um exemplo:

>>> wnut["train"][0]
{'id': '0',
 'ner_tags': [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 7, 8, 8, 0, 7, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
 'tokens': ['@paulwalk', 'It', "'s", 'the', 'view', 'from', 'where', 'I', "'m", 'living', 'for', 'two', 'weeks', '.', 'Empire', 'State', 'Building', '=', 'ESB', '.', 'Pretty', 'bad', 'storm', 'here', 'last', 'evening', '.']
}

Cada número em ner_tags representa uma entidade. Converta o número em um rótulo para obter mais informações:

>>> label_list = wnut["train"].features[f"ner_tags"].feature.names
>>> label_list
[
    "O",
    "B-corporation",
    "I-corporation",
    "B-creative-work",
    "I-creative-work",
    "B-group",
    "I-group",
    "B-location",
    "I-location",
    "B-person",
    "I-person",
    "B-product",
    "I-product",
]

O ner_tag descreve uma entidade, como uma organização, local ou pessoa. A letra que prefixa cada ner_tag indica a posição do token da entidade:

• B- indica o início de uma entidade.
• I- indica que um token está contido dentro da mesma entidade (por exemplo, o token State pode fazer parte de uma entidade como Empire State Building).
• 0 indica que o token não corresponde a nenhuma entidade.

Pré-processamento

Carregue o tokenizer do DistilBERT para processar os tokens:

>>> from transformers import AutoTokenizer

>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("distilbert-base-uncased")

Como a entrada já foi dividida em palavras, defina is_split_into_words=True para tokenizar as palavras em subpalavras:

>>> tokenized_input = tokenizer(example["tokens"], is_split_into_words=True)
>>> tokens = tokenizer.convert_ids_to_tokens(tokenized_input["input_ids"])
>>> tokens
['[CLS]', '@', 'paul', '##walk', 'it', "'", 's', 'the', 'view', 'from', 'where', 'i', "'", 'm', 'living', 'for', 'two', 'weeks', '.', 'empire', 'state', 'building', '=', 'es', '##b', '.', 'pretty', 'bad', 'storm', 'here', 'last', 'evening', '.', '[SEP]']

Ao adicionar os tokens especiais [CLS] e [SEP] e a tokenização de subpalavras uma incompatibilidade é gerada entre a entrada e os rótulos. Uma única palavra correspondente a um único rótulo pode ser dividida em duas subpalavras. Você precisará realinhar os tokens e os rótulos da seguinte forma:

1. Mapeie todos os tokens para a palavra correspondente com o método word_ids.
2. Atribuindo o rótulo -100 aos tokens especiais [CLS] e [SEP] para que a função de loss do PyTorch ignore eles.
3. Rotular apenas o primeiro token de uma determinada palavra. Atribuindo -100 a outros subtokens da mesma palavra.

Aqui está como você pode criar uma função para realinhar os tokens e rótulos e truncar sequências para não serem maiores que o comprimento máximo de entrada do DistilBERT:

>>> def tokenize_and_align_labels(examples):
...     tokenized_inputs = tokenizer(examples["tokens"], truncation=True, is_split_into_words=True)

...     labels = []
...     for i, label in enumerate(examples[f"ner_tags"]):
...         word_ids = tokenized_inputs.word_ids(batch_index=i)  # Map tokens to their respective word.
...         previous_word_idx = None
...         label_ids = []
...         for word_idx in word_ids:  # Set the special tokens to -100.
...             if word_idx is None:
...                 label_ids.append(-100)
...             elif word_idx != previous_word_idx:  # Only label the first token of a given word.
...                 label_ids.append(label[word_idx])
...             else:
...                 label_ids.append(-100)
...             previous_word_idx = word_idx
...         labels.append(label_ids)

...     tokenized_inputs["labels"] = labels
...     return tokenized_inputs

Use a função map do 🤗 Datasets para tokenizar e alinhar os rótulos em todo o conjunto de dados. Você pode acelerar a função map configurando batched=True para processar vários elementos do conjunto de dados de uma só vez:

>>> tokenized_wnut = wnut.map(tokenize_and_align_labels, batched=True)

Use o DataCollatorForTokenClassification para criar um batch de exemplos. Ele também preencherá dinamicamente seu texto e rótulos para o comprimento do elemento mais longo em seu batch, para que tenham um comprimento uniforme. Embora seja possível preencher seu texto na função tokenizer configurando padding=True, o preenchimento dinâmico é mais eficiente.

>>> from transformers import DataCollatorForTokenClassification

>>> data_collator = DataCollatorForTokenClassification(tokenizer=tokenizer)

>>> from transformers import DataCollatorForTokenClassification

>>> data_collator = DataCollatorForTokenClassification(tokenizer=tokenizer, return_tensors="tf")

Treinamento

>>> from transformers import AutoModelForTokenClassification, TrainingArguments, Trainer

>>> model = AutoModelForTokenClassification.from_pretrained("distilbert-base-uncased", num_labels=14)

>>> training_args = TrainingArguments(
...     output_dir="./results",
...     evaluation_strategy="epoch",
...     learning_rate=2e-5,
...     per_device_train_batch_size=16,
...     per_device_eval_batch_size=16,
...     num_train_epochs=3,
...     weight_decay=0.01,
... )

>>> trainer = Trainer(
...     model=model,
...     args=training_args,
...     train_dataset=tokenized_wnut["train"],
...     eval_dataset=tokenized_wnut["test"],
...     tokenizer=tokenizer,
...     data_collator=data_collator,
... )

>>> trainer.train()

>>> tf_train_set = tokenized_wnut["train"].to_tf_dataset(
...     columns=["attention_mask", "input_ids", "labels"],
...     shuffle=True,
...     batch_size=16,
...     collate_fn=data_collator,
... )

>>> tf_validation_set = tokenized_wnut["validation"].to_tf_dataset(
...     columns=["attention_mask", "input_ids", "labels"],
...     shuffle=False,
...     batch_size=16,
...     collate_fn=data_collator,
... )

>>> from transformers import create_optimizer

>>> batch_size = 16
>>> num_train_epochs = 3
>>> num_train_steps = (len(tokenized_wnut["train"]) // batch_size) * num_train_epochs
>>> optimizer, lr_schedule = create_optimizer(
...     init_lr=2e-5,
...     num_train_steps=num_train_steps,
...     weight_decay_rate=0.01,
...     num_warmup_steps=0,
... )

>>> from transformers import TFAutoModelForTokenClassification

>>> model = TFAutoModelForTokenClassification.from_pretrained("distilbert-base-uncased", num_labels=2)

>>> import tensorflow as tf

>>> model.compile(optimizer=optimizer)

>>> model.fit(x=tf_train_set, validation_data=tf_validation_set, epochs=3)