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Classificação de tokens
Classificação de tokens
A classificação de tokens atribui um rótulo a tokens individuais em uma frase. Uma das tarefas mais comuns de classificação de tokens é o Reconhecimento de Entidades Nomeadas (NER). O NER tenta encontrar um rótulo para cada entidade em uma frase, como uma pessoa, local ou organização.
Este guia mostrará como:
- Ajuste fino do DistilBERT no conjunto de dados WNUT 17 para detectar novas entidades.
- Use seu modelo ajustado para inferência.
Para ver todas as arquiteturas e checkpoints compatíveis com esta tarefa, recomendamos consultar a página da tarefa.
Antes de começar, verifique se você tem todas as bibliotecas necessárias instaladas:
pip install transformers datasets evaluate seqeval
Recomendamos que você faça login na sua conta do Hugging Face para que possa enviar e compartilhar seu modelo com a comunidade. Quando solicitado, insira seu token para fazer login:
>>> from huggingface_hub import notebook_login
>>> notebook_login()Carregar o conjunto de dados WNUT 17
Comece carregando o conjunto de dados WNUT 17 a partir da biblioteca 🤗 Datasets:
>>> from datasets import load_dataset
>>> wnut = load_dataset("flaitenberger/wnut_17")Em seguida, veja 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 os números em seus nomes de rótulo para descobrir quais são as entidades:
>>> 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",
]A letra que prefixa cada ner_tag indica a posição do token na entidade:
B-indica o início de uma entidade.I-indica que um token está contido dentro da mesma entidade (por exemplo, o tokenStatefaz parte de uma entidade comoEmpire State Building).0indica que o token não corresponde a nenhuma entidade.
Pré-processar
O próximo passo é carregar um tokenizer DistilBERT para pré-processar o campo tokens:
>>> from transformers import AutoTokenizer
>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("distilbert/distilbert-base-uncased")Como você viu no campo tokens do exemplo acima, parece que a entrada já foi tokenizada. Mas a entrada na verdade ainda não foi tokenizada e você precisará definir is_split_into_words=True para tokenizar as palavras em subpalavras. Por exemplo:
>>> example = wnut["train"][0]
>>> 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]']No entanto, isso adiciona alguns tokens especiais [CLS] e [SEP] e a tokenização em subpalavras cria uma incompatibilidade entre a entrada e os rótulos. Uma única palavra correspondente a um único rótulo pode agora ser dividida em duas subpalavras. Você precisará realinhar os tokens e os rótulos por meio de:
- Mapeando todos os tokens para a palavra correspondente com o método word_ids.
- Atribuir o rótulo
-100aos tokens especiais[CLS]e[SEP]para que sejam ignorados pela função de perda do PyTorch (veja CrossEntropyLoss). - Etiquetando apenas o primeiro token de uma palavra específica. Atribua
-100aos outros subtokens da mesma palavra.
Aqui está como você pode criar uma função para realinhar os tokens e os rótulos e truncar as sequências para que não excedam 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_inputsPara aplicar a função de pré-processamento em todo o conjunto de dados, use a função map do 🤗 Datasets. Você pode acelerar a função map definindo batched=True para processar vários elementos do conjunto de dados de uma vez:
>>> tokenized_wnut = wnut.map(tokenize_and_align_labels, batched=True)Agora, crie um lote de exemplos usando DataCollatorWithPadding. É mais eficiente aplicar padding dinamicamente às frases até o comprimento máximo do lote durante a colação, em vez de aplicar padding em todo o conjunto de dados até o comprimento máximo.
>>> from transformers import DataCollatorForTokenClassification
>>> data_collator = DataCollatorForTokenClassification(tokenizer=tokenizer)Avaliar
Incluir uma métrica durante o treinamento é frequentemente útil para avaliar o desempenho do seu modelo. Você pode carregar rapidamente um método de avaliação com a biblioteca 🤗 Evaluate. Para esta tarefa, carregue o framework seqeval (veja o quick tour do 🤗 Evaluate para saber mais sobre como carregar e calcular uma métrica). O Seqeval, na verdade, produz várias pontuações: precisão, recall, F1 e acurácia.
>>> import evaluate
>>> seqeval = evaluate.load("seqeval")Obtenha primeiro os rótulos de NER e, em seguida, crie uma função que passa suas previsões verdadeiras e seus rótulos verdadeiros para compute para calcular as pontuações:
>>> import numpy as np
>>> labels = [label_list[i] for i in example[f"ner_tags"]]
>>> def compute_metrics(p):
... predictions, labels = p
... predictions = np.argmax(predictions, axis=2)
... true_predictions = [
... [label_list[p] for (p, l) in zip(prediction, label) if l != -100]
... for prediction, label in zip(predictions, labels)
... ]
... true_labels = [
... [label_list[l] for (p, l) in zip(prediction, label) if l != -100]
... for prediction, label in zip(predictions, labels)
... ]
... results = seqeval.compute(predictions=true_predictions, references=true_labels)
... return {
... "precision": results["overall_precision"],
... "recall": results["overall_recall"],
... "f1": results["overall_f1"],
... "accuracy": results["overall_accuracy"],
... }Sua função compute_metrics está pronta e você voltará a ela ao configurar o treinamento.
Treinar
Antes de iniciar o treinamento do seu modelo, crie um mapa dos ids esperados para seus rótulos com id2label e label2id:
>>> id2label = {
... 0: "O",
... 1: "B-corporation",
... 2: "I-corporation",
... 3: "B-creative-work",
... 4: "I-creative-work",
... 5: "B-group",
... 6: "I-group",
... 7: "B-location",
... 8: "I-location",
... 9: "B-person",
... 10: "I-person",
... 11: "B-product",
... 12: "I-product",
... }
>>> label2id = {
... "O": 0,
... "B-corporation": 1,
... "I-corporation": 2,
... "B-creative-work": 3,
... "I-creative-work": 4,
... "B-group": 5,
... "I-group": 6,
... "B-location": 7,
... "I-location": 8,
... "B-person": 9,
... "I-person": 10,
... "B-product": 11,
... "I-product": 12,
... }Se você não está familiarizado com o ajuste fino de um modelo usando o Trainer, confira o tutorial básico aqui!
Agora você está pronto para começar a treinar seu modelo! Carregue o DistilBERT com AutoModelForTokenClassification, junto com o número de rótulos esperados e os mapeamentos de rótulos:
>>> from transformers import AutoModelForTokenClassification, TrainingArguments, Trainer
>>> model = AutoModelForTokenClassification.from_pretrained(
... "distilbert/distilbert-base-uncased", num_labels=13, id2label=id2label, label2id=label2id
... )Neste ponto, restam apenas três etapas:
- Defina os hiperparâmetros de treinamento em TrainingArguments. O único parâmetro obrigatório é
output_dir, que especifica onde salvar seu modelo. Você enviará este modelo para o Hub definindopush_to_hub=True(é necessário estar conectado ao Hugging Face para enviar seu modelo). Ao final de cada epoch, o Trainer avaliará as pontuações seqeval e salvará o checkpoint de treinamento. - Passe os argumentos de treinamento para o Trainer junto com o modelo, o conjunto de dados, o tokenizer, o data collator e a função
compute_metrics. - Chame train() para fazer o ajuste fino do seu modelo.
>>> training_args = TrainingArguments(
... output_dir="my_awesome_wnut_model",
... learning_rate=2e-5,
... per_device_train_batch_size=16,
... per_device_eval_batch_size=16,
... num_train_epochs=2,
... weight_decay=0.01,
... eval_strategy="epoch",
... save_strategy="epoch",
... load_best_model_at_end=True,
... push_to_hub=True,
... )
>>> trainer = Trainer(
... model=model,
... args=training_args,
... train_dataset=tokenized_wnut["train"],
... eval_dataset=tokenized_wnut["test"],
... processing_class=tokenizer,
... data_collator=data_collator,
... compute_metrics=compute_metrics,
... )
>>> trainer.train()Quando o treinamento for concluído, compartilhe seu modelo no Hub com o método push_to_hub() para que todos possam usá-lo:
>>> trainer.push_to_hub()Para um exemplo mais detalhado de como fazer o ajuste fino de um modelo para classificação de tokens, consulte o notebook do PyTorch correspondente.
Inferência
Ótimo, agora que você ajustou um modelo, pode usá-lo para inferência!
Obtenha um texto no qual você deseja executar inferência:
>>> text = "The Golden State Warriors are an American professional basketball team based in San Francisco."A maneira mais simples de testar seu modelo ajustado para inferência é usá-lo em um pipeline(). Instancie um pipeline para NER com seu modelo e passe seu texto para ele:
>>> from transformers import pipeline
>>> classifier = pipeline("ner", model="stevhliu/my_awesome_wnut_model")
>>> classifier(text)
[{'entity': 'B-location',
'score': 0.42658573,
'index': 2,
'word': 'golden',
'start': 4,
'end': 10},
{'entity': 'I-location',
'score': 0.35856336,
'index': 3,
'word': 'state',
'start': 11,
'end': 16},
{'entity': 'B-group',
'score': 0.3064001,
'index': 4,
'word': 'warriors',
'start': 17,
'end': 25},
{'entity': 'B-location',
'score': 0.65523505,
'index': 13,
'word': 'san',
'start': 80,
'end': 83},
{'entity': 'B-location',
'score': 0.4668663,
'index': 14,
'word': 'francisco',
'start': 84,
'end': 93}]Você também pode replicar manualmente os resultados do pipeline, se desejar:
Tokenize o texto e retorne tensores do PyTorch:
>>> from transformers import AutoTokenizer
>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("stevhliu/my_awesome_wnut_model")
>>> inputs = tokenizer(text, return_tensors="pt")Passe suas entradas para o modelo e retorne os logits:
>>> from transformers import AutoModelForTokenClassification
>>> model = AutoModelForTokenClassification.from_pretrained("stevhliu/my_awesome_wnut_model")
>>> with torch.no_grad():
... logits = model(**inputs).logitsObtenha a classe com a maior probabilidade e use o mapeamento id2label do modelo para convertê-la em um rótulo de texto:
>>> predictions = torch.argmax(logits, dim=2)
>>> predicted_token_class = [model.config.id2label[t.item()] for t in predictions[0]]
>>> predicted_token_class
['O',
'O',
'B-location',
'I-location',
'B-group',
'O',
'O',
'O',
'O',
'O',
'O',
'O',
'O',
'B-location',
'B-location',
'O',
'O']