24 May

也来盘点一些最近的非Transformer工作

大家最近应该多多少少都被各种MLP相关的工作“席卷眼球”了。以Google为主的多个研究机构“奇招频出”,试图从多个维度“打击”Transformer模型,其中势头最猛的就是号称是纯MLP的一系列模型了,让人似乎有种“MLP is all you need”时代到来的感觉。

这一顿顿让人眼花缭乱的操作背后,究竟是大道至简下的“返璞归真”,还是江郎才尽后的“冷饭重炒”?让我们也来跟着这股热潮,一起盘点一些最近的相关工作。

五月人倍忙

怪事天天有,五月特别多。这个月以来,各大机构似乎相约好了一样,各种非Transformer的工作纷纷亮相,仿佛“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”。单就笔者在Arxiv上刷到的相关论文,就已经多达七篇(一个月还没过完,七篇方向极其一致的论文),涵盖了NLP和CV等多个任务,真的让人应接不暇:

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17 May

变分自编码器(七):球面上的VAE(vMF-VAE)

《变分自编码器(五):VAE + BN = 更好的VAE》中,我们讲到了NLP中训练VAE时常见的KL散度消失现象,并且提到了通过BN来使得KL散度项有一个正的下界,从而保证KL散度项不会消失。事实上,早在2018年的时候,就有类似思想的工作就被提出了,它们是通过在VAE中改用新的先验分布和后验分布,来使得KL散度项有一个正的下界。

该思路出现在2018年的两篇相近的论文中,分别是《Hyperspherical Variational Auto-Encoders》《Spherical Latent Spaces for Stable Variational Autoencoders》,它们都是用定义在超球面的von Mises–Fisher(vMF)分布来构建先后验分布。某种程度上来说,该分布比我们常用的高斯分布还更简单和有趣~

KL散度消失

我们知道,VAE的训练目标是
\begin{equation}\mathcal{L} = \mathbb{E}_{x\sim \tilde{p}(x)} \Big[\mathbb{E}_{z\sim p(z|x)}\big[-\log q(x|z)\big]+KL\big(p(z|x)\big\Vert q(z)\big)\Big]
\end{equation}

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10 May

在之前的文章《Transformer升级之路:2、博采众长的旋转式位置编码》中我们提出了旋转式位置编码RoPE以及对应的Transformer模型RoFormer。由于笔者主要研究的领域还是NLP,所以本来这个事情对于笔者来说已经完了。但是最近一段时间,Transformer模型在视觉领域也大火,各种Vision Transformer(ViT)层出不穷,于是就有了问题:二维情形的RoPE应该是怎样的呢?

咋看上去,这个似乎应该只是一维情形的简单推广,但其中涉及到的推导和理解却远比我们想象中复杂,本文就对此做一个分析,从而深化我们对RoPE的理解。

二维RoPE

什么是二维位置?对应的二维RoPE又是怎样的?它的难度在哪里?在这一节中,我们先简单介绍二维位置,然后直接给出二维RoPE的结果和推导思路,在随后的几节中,我们再详细给出推导过程。

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1 May

GlobalPointer:用统一的方式处理嵌套和非嵌套NER

本文将介绍一个称为GlobalPointer的设计,它利用全局归一化的思路来进行命名实体识别(NER),可以无差别地识别嵌套实体和非嵌套实体,在非嵌套(Flat NER)的情形下它能取得媲美CRF的效果,而在嵌套(Nested NER)情形它也有不错的效果。还有,在理论上,GlobalPointer的设计思想就比CRF更合理;而在实践上,它训练的时候不需要像CRF那样递归计算分母,预测的时候也不需要动态规划,是完全并行的,理想情况下时间复杂度是$\mathscr{O}(1)$!

简单来说,就是更漂亮、更快速、更强大!真有那么好的设计吗?不妨继续看看。

GlobalPoniter多头识别嵌套实体示意图

GlobalPoniter多头识别嵌套实体示意图

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26 Apr

中文任务还是SOTA吗?我们给SimCSE补充了一些实验

今年年初,笔者受到BERT-flow的启发,构思了成为“BERT-whitening”的方法,并一度成为了语义相似度的新SOTA(参考《你可能不需要BERT-flow:一个线性变换媲美BERT-flow》,论文为《Whitening Sentence Representations for Better Semantics and Faster Retrieval》)。然而“好景不长”,在BERT-whitening提交到Arxiv的不久之后,Arxiv上出现了至少有两篇结果明显优于BERT-whitening的新论文

第一篇是《Generating Datasets with Pretrained Language Models》,这篇借助模板从GPT2_XL中无监督地构造了数据对来训练相似度模型,个人认为虽然有一定的启发而且效果还可以,但是复现的成本和变数都太大。另一篇则是本文的主角《SimCSE: Simple Contrastive Learning of Sentence Embeddings》,它提出的SimCSE在英文数据上显著超过了BERT-flow和BERT-whitening,并且方法特别简单

那么,SimCSE在中文上同样有效吗?能大幅提高中文语义相似度的效果吗?本文就来做些补充实验。

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22 Apr

Transformer升级之路:3、从Performer到线性Attention

看过笔者之前的文章《线性Attention的探索:Attention必须有个Softmax吗?》《Performer:用随机投影将Attention的复杂度线性化》的读者,可能会觉得本文的标题有点不自然,因为是先有线性Attention然后才有Performer的,它们的关系为“Performer是线性Attention的一种实现,在保证线性复杂度的同时保持了对标准Attention的近似”,所以正常来说是“从线性Attention到Performer”才对。

然而,本文并不是打算梳理线性Attention的发展史,而是打算反过来思考Performer给线性Attention所带来的启示,所以是“从Performer到线性Attention”。

激活函数

线性Attention的常见形式是
\begin{equation}Attention(\boldsymbol{Q},\boldsymbol{K},\boldsymbol{V})_i = \frac{\sum\limits_{j=1}^n \text{sim}(\boldsymbol{q}_i, \boldsymbol{k}_j)\boldsymbol{v}_j}{\sum\limits_{j=1}^n \text{sim}(\boldsymbol{q}_i, \boldsymbol{k}_j)} = \frac{\sum\limits_{j=1}^n \phi(\boldsymbol{q}_i)^{\top} \varphi(\boldsymbol{k}_j)\boldsymbol{v}_j}{\sum\limits_{j=1}^n \phi(\boldsymbol{q}_i)^{\top} \varphi(\boldsymbol{k}_j)}\end{equation}

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16 Apr

搜狐文本匹配:基于条件LayerNorm的多任务baseline

前段时间看到了“2021搜狐校园文本匹配算法大赛”,觉得赛题颇有意思,便尝试了一下,不过由于比赛本身只是面向在校学生,所以笔者是不能作为正式参赛人员参赛的,因此把自己的做法开源出来,作为比赛baseline供大家参考。

赛题介绍

顾名思义,比赛的任务是文本匹配,即判断两个文本是否相似,本来是比较常规的任务,但有意思的是它分了多个子任务。具体来说,它分A、B两大类,A类匹配标准宽松一些,B类匹配标准严格一些,然后每个大类下又分为“短短匹配”、“短长匹配”、“长长匹配”3个小类,因此,虽然任务类型相同,但严格来看它是六个不同的子任务。

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11 Apr

一月份的时候,笔者写了《你可能不需要BERT-flow:一个线性变换媲美BERT-flow》,指出无监督语义相似度的SOTA模型BERT-flow其实可以通过一个简单的线性变换(白化操作,BERT-whitening)达到。随后,我们进一步完善了实验结果,写成了论文《Whitening Sentence Representations for Better Semantics and Faster Retrieval》。这篇博客将对这篇论文的内容做一个基本的梳理,并在5个中文语义相似度任务上进行了补充评测,包含了600多个实验结果。

方法概要

BERT-whitening的思路很简单,就是在得到每个句子的句向量$\{x_i\}_{i=1}^N$后,对这些矩阵进行一个白化(也就是PCA),使得每个维度的均值为0、协方差矩阵为单位阵,然后保留$k$个主成分,流程如下图:

BERT-whitening的基本流程

BERT-whitening的基本流程

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