使用Huggingface微调BART模型在WMT16数据集上进行翻译的代码示例

如果你想在翻译任务上测试一个新的体系结构，比如在自定义数据集上训练一个新的标记，那么处理起来会很麻烦，所以在本文中，我将介绍添加新标记的预处理步骤，并介绍如何进行模型微调。

因为Huggingface Hub有很多预训练过的模型，可以很容易地找到预训练标记器。但是我们要添加一个标记可能就会有些棘手，下面我们来完整的介绍如何实现它，首先加载和预处理数据集。

加载数据集

我们使用WMT16数据集及其罗马尼亚语-英语子集。load_dataset()函数将从Huggingface下载并加载任何可用的数据集。

import datasets
 
 dataset = datasets.load_dataset("stas/wmt16-en-ro-pre-processed", cache_dir="./wmt16-en_ro")

在上图1中可以看到数据集内容。我们需要将其“压平”，这样可以更好的访问数据，让后将其保存到硬盘中。

def flatten(batch):
 batch['en'] = batch['translation']['en']
 batch['ro'] = batch['translation']['ro']
 
 return batch
 
 # Map the 'flatten' function
 train = dataset['train'].map( flatten )
 test = dataset['test'].map( flatten )
 validation = dataset['validation'].map( flatten )
 
 # Save to disk
 train.save_to_disk("./dataset/train")
 test.save_to_disk("./dataset/test")
 validation.save_to_disk("./dataset/validation")

下图2可以看到，已经从数据集中删除了“translation”维度。

标记器

标记器提供了训练标记器所需的所有工作。它由四个基本组成部分:(但这四个部分不是所有的都是必要的)

Models:标记器将如何分解每个单词。例如，给定单词“playing”:i) BPE模型将其分解为“play”+“ing”两个标记，ii) WordLevel将其视为一个标记。

Normalizers:需要在文本上发生的一些转换。有一些过滤器可以更改Unicode、小写字母或删除内容。

Pre-Tokenizers:为操作文本提供更大灵活性处理的函数。例如，如何处理数字。数字100应该被认为是“100”还是“1”、“0”、“0”?

Post-Processors:后处理具体情况取决于预训练模型的选择。例如，将 [BOS]（句首）或 [EOS]（句尾）标记添加到 BERT 输入。

下面的代码使用BPE模型、小写Normalizers和空白Pre-Tokenizers。然后用默认值初始化训练器对象，主要包括

1、词汇量大小使用50265以与BART的英语标记器一致

2、特殊标记，如和，

3、初始词汇量，这是每个模型启动过程的预定义列表。

from tokenizers import normalizers, pre_tokenizers, Tokenizer, models, trainers
 
 # Build a tokenizer
 bpe_tokenizer = Tokenizer(models.BPE())
 bpe_tokenizer.normalizer = normalizers.Lowercase()
 bpe_tokenizer.pre_tokenizer = pre_tokenizers.Whitespace()
 
 trainer = trainers.BpeTrainer(
 vocab_size=50265,
 special_tokens=["", "", "", "", ""],
 initial_alphabet=pre_tokenizers.ByteLevel.alphabet(),
 )

使用Huggingface的最后一步是连接Trainer和BPE模型，并传递数据集。根据数据的来源，可以使用不同的训练函数。我们将使用train_from_iterator()。

def batch_iterator():
 batch_length = 1000
 for i in range(0, len(train), batch_length):
 yield train[i : i + batch_length]["ro"]
 
 bpe_tokenizer.train_from_iterator( batch_iterator(), length=len(train), trainer=trainer )
 
 bpe_tokenizer.save("./ro_tokenizer.json")

BART微调

现在可以使用使用新的标记器了。

from transformers import AutoTokenizer, PreTrainedTokenizerFast
 
 en_tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained( "facebook/bart-base" );
 ro_tokenizer = PreTrainedTokenizerFast.from_pretrained( "./ro_tokenizer.json" );
 ro_tokenizer.pad_token = en_tokenizer.pad_token
 
 def tokenize_dataset(sample):
 input = en_tokenizer(sample['en'], padding='max_length', max_length=120, truncation=True)
 label = ro_tokenizer(sample['ro'], padding='max_length', max_length=120, truncation=True)
 
 input["decoder_input_ids"] = label["input_ids"]
 input["decoder_attention_mask"] = label["attention_mask"]
 input["labels"] = label["input_ids"]
 
 return input
 
 train_tokenized = train.map(tokenize_dataset, batched=True)
 test_tokenized = test.map(tokenize_dataset, batched=True)
 validation_tokenized = validation.map(tokenize_dataset, batched=True)

上面代码的第5行，为罗马尼亚语的标记器设置填充标记是非常必要的。因为它将在第9行使用，标记器使用填充可以使所有输入都具有相同的大小。

下面就是训练的过程:

from transformers import BartForConditionalGeneration
 from transformers import Seq2SeqTrainingArguments, Seq2SeqTrainer
 
 model = BartForConditionalGeneration.from_pretrained("facebook/bart-base" )
 
 training_args = Seq2SeqTrainingArguments(
 output_dir="./",
 evaluation_strategy="steps",
 per_device_train_batch_size=2,
 per_device_eval_batch_size=2,
 predict_with_generate=True,
 logging_steps=2,# set to 1000 for full training
 save_steps=64,# set to 500 for full training
 eval_steps=64,# set to 8000 for full training
 warmup_steps=1,# set to 2000 for full training
 max_steps=128, # delete for full training
 overwrite_output_dir=True,
 save_total_limit=3,
 fp16=False, # True if GPU
 )
 
 trainer = Seq2SeqTrainer(
 model=model,
 args=training_args,
 train_dataset=train_tokenized,
 eval_dataset=validation_tokenized,
 )
 
 trainer.train()

过程也非常简单，加载bart基础模型(第4行)，设置训练参数(第6行)，使用Trainer对象绑定所有内容(第22行)，并启动流程(第29行)。上述超参数都是测试目的，所以如果要得到最好的结果还需要进行超参数的设置，我们使用这些参数是可以运行的。

推理

推理过程也很简单，加载经过微调的模型并使用generate()方法进行转换就可以了，但是需要注意的是对源 (En) 和目标 (RO) 序列使用适当的分词器。

总结

虽然在使用自然语言处理(NLP)时，标记化似乎是一个基本操作，但它是一个不应忽视的关键步骤。HuggingFace的出现可以方便的让我们使用，这使得我们很容易忘记标记化的基本原理，而仅仅依赖预先训练好的模型。但是当我们希望自己训练新模型时，了解标记化过程及其对下游任务的影响是必不可少的，所以熟悉和掌握这个基本的操作是非常有必要的。

本文代码：https://github.com/AlaFalaki/tutorial_notebooks/blob/main/translation/hf_bart_translation.ipynb