视觉语言预训练综述

近年来深度学习在计算机视觉(CV)和自然语言处理(NLP)等单模态领域都取得了十分优异的性能.随着技术的发展,多模态学习的重要性和必要性已经慢慢展现.视觉语言学习作为多模态学习的重要部分,得到国内外研究人员的广泛关注.得益于Transformer框架的发展,越来越多的预训练模型被运用到视觉语言多模态学习上,相关任务在性能上得到了质的飞跃.系统地梳理了当前视觉语言预训练模型相关的工作,首先介绍了预训练模型的相关知识,其次从两种不同的角度分析比较预训练模型结构,讨论了常用的视觉语言预训练技术,详细介绍了5类下游预训练任务,最后介绍了常用的图像和视频预训练任务的数据集,并比较和分析了常用预训练模型在不同任务下不同数据集上的性能.     

基于深度学习的语言模型研究进展

语言模型旨在对语言的内隐知识进行表示,作为自然语言处理的基本问题,一直广受关注.基于深度学习的语言模型是目前自然语言处理领域的研究热点,通过预训练-微调技术展现了内在强大的表示能力,并能够大幅提升下游任务性能.围绕语言模型基本原理和不同应用方向,以神经概率语言模型与预训练语言模型作为深度学习与自然语言处理结合的切入点,...     

融合ViT与对比学习的面部表情识别

目的 面部表情识别是计算机视觉领域中的重要任务之一,而真实环境下面部表情识别的准确度较低。针对面部表情识别中存在的遮挡、姿态变化和光照变化等问题导致识别准确度较低的问题,提出一种基于自监督对比学习的面部表情识别方法,可以提高遮挡等变化条件下面部表情识别的准确度。方法 该方法包含对比学习预训练和模型微调两个阶段。在对比学习预训练阶段,改进对比学习的数据增强方式及正负样本对对比次数,选取基于Transformer的视觉Transformer(vision Transformer,ViT)网络作为骨干网络,并在ImageNet数据集上训练模型,提高模型的特征提取能力。模型微调阶段,采用训练好的预训练模型,用面部表情识别目标数据集微调模型获得识别结果。结果 实验在4类数据集上与13种方法进行了比较,在RAF-DB(real-world affective faces database)数据集中,相比于Face2Exp(combating data biases for facial expression recognition)模型,识别准确度提高了0.48%;在FERPlus(facial ...     

知识感知的预训练语言模型综述

随着自然语言处理（NLP）领域中预训练技术的快速发展,将外部知识引入到预训练语言模型的知识驱动方法在NLP任务中表现优异,知识表示学习和预训练技术为知识融合的预训练方法提供了理论依据。概述目前经典预训练方法的相关研究成果,分析在新兴预训练技术支持下具有代表性的知识感知的预训练语言模型,分别介绍引入不同外部知识的预训练语言模型,并结合相关实验数据评估知识感知的预训练语言模型在NLP各个下游任务中的性能表现。在此基础上,分析当前预训练语言模型发展过程中所面临的问题和挑战,并对领域发展前景进行展望。     

面向自然语言处理的预训练技术研究综述

近年来,随着深度学习的快速发展,面向自然语言处理领域的预训练技术获得了长足的进步。早期的自然语言处理领域长期使用Word2Vec等词向量方法对文本进行编码,这些词向量方法也可看作静态的预训练技术。然而,这种上下文无关的文本表示给其后的自然语言处理任务带来的提升非常有限,并且无法解决一词多义问题。ELMo提出了一种上下文相关的文本表示方法,可有效处理多义词问题。其后,GPT和BERT等预训练语言模型相继被提出,其中BERT模型在多个典型下游任务上有了显著的效果提升,极大地推动了自然语言处理领域的技术发展,自此便进入了动态预训练技术的时代。此后,基于BERT的改进模型、XLNet等大量预训练语言模型不断涌现,预训练技术已成为自然语言处理领域不可或缺的主流技术。文中首先概述预训练技术及其发展历史,并详细介绍自然语言处理领域的经典预训练技术,包括早期的静态预训练技术和经典的动态预训练技术;然后简要梳理一系列新式的有启发意义的预训练技术,包括基于BERT的改进模型和XLNet;在此基础上,分析目前预训练技术研究所面临的问题;最后对预训练技术的未来发展趋势进行展望。     

面向文本推理的知识增强预训练语言模型

该文聚焦于利用丰富的知识对预训练语言模型进行增强以进行文本推理。预训练语言模型虽然在大量的自然语言处理任务上达到了很高的性能表现,具有很强的语义理解能力,但是大部分预训练语言模型自身包含的知识很难支撑其进行更高效的文本推理。为此,该文提出了一个知识增强的预训练语言模型进行文本推理的框架,使得图以及图结构的知识能够更深入地与预训练语言模型融合。在文本推理的两个子任务上,该文框架的性能超过了一系列的基线方法,实验结果和分析验证了模型的有效性。     

自然语言处理预训练模型的研究综述

近年来,深度学习技术被广泛应用于各个领域,基于深度学习的预处理模型将自然语言处理带入一个新时代。预训练模型的目标是如何使预训练好的模型处于良好的初始状态,在下游任务中达到更好的性能表现。对预训练技术及其发展历史进行介绍,并按照模型特点划分为基于概率统计的传统模型和基于深度学习的新式模型进行综述;简要分析传统预训练模型的特点及局限性,重点介绍基于深度学习的预训练模型,并针对它们在下游任务的表现进行对比评估;梳理出具有启发意义的新式预训练模型,简述这些模型的改进机制以及在下游任务中取得的性能提升;总结目前预训练的模型所面临的问题,并对后续发展趋势进行展望。     

基于强化学习的对抗预训练语言建模方法

在大规模无监督语料上的BERT、XLNet等预训练语言模型,通常采用基于交叉熵损失函数的语言建模任务进行训练。模型的评价标准则采用困惑度或者模型在其他下游自然语言处理任务中的性能指标,存在损失函数和评测指标不匹配等问题。为解决这些问题,该文提出一种结合强化学习的对抗预训练语言模型RL-XLNet(Reinforcement Learning-XLNet)。RL-XLNet采用对抗训练方式训练一个生成器,基于上下文预测选定词,并训练一个判别器判断生成器预测的词是否正确。通过对抗网络生成器和判别器的相互促进作用,强化生成器对语义的理解,提高模型的学习能力。由于在文本生成过程中存在采样过程,导致最终的损失无法直接进行回传,故提出采用强化学习的方式对生成器进行训练。基于通用语言理解评估基准(GLUE Benchmark)和斯坦福问答任务(SQuAD 1.1)的实验,结果表明,与现有BERT、XLNet方法相比,RL-XLNet模型在多项任务中的性能上表现出较明显的优势: 在GLUE的六个任务中排名第1,一个任务排名第2,一个任务排名第3。在SQuAD 1.1任务中F₁值排名第1。考虑到运算资源有限,基于小语料集的模型性能也达到了领域先进水平。     

视觉提示学习综述

近年来,随着提示学习方法在自然语言处理领域被提出,其日益受到研究人员广泛关注.它通过将各类下游任务重构成预训练任务的形式,以参数高效和数据高效的方式将大规模预训练模型应用在各类自然语言相关下游任务中.其中以GPT系列为代表的模型通过提示学习在对话生成和多模态图文理解等任务上取得了巨大的成功.然而,这类模型及方法还不能解决视觉中的稠密任务.受此启发,一些研究人员逐渐将提示学习广泛应用到视觉相关的各类任务当中,如图像识别、目标检测、图像分割、领域适应、持续学习等.由于目前还没有提示学习应用在视觉相关领域中的综述,本文将对视觉单模态领域以及视觉语言多模态领域的提示学习方法展开全面论述和分析.作为回顾,我们首先简要介绍自然语言处理领域的预训练模型,并对提示学习的基本概念、下游应用形式以及提示模板类型进行阐述和分类.其次,我们分别介绍视觉单模态领域以及视觉语言多模态领域里提示学习方法适配的预训练模型和任务.再次,我们分别介绍视觉单模态领域以及视觉语言多模态领域的提示学习方法.在自然语言处理领域,提示学习方法以继承预训练形式实现多任务统一为主要目的;与此不同,在视觉相关领域,提示学习方法侧重于面向...     

基于预训练语言模型的藏文文本分类

藏文文本分类是藏文自然语言处理中的基础任务,具有基础性和重要性。大规模预训练模型加微调的方式是当前的主流文本分类方法。然而藏文缺少开源的大规模文本和预训练语言模型,未能在藏文文本分类任务上进行验证。针对上述问题,该文抓取了一个较大规模的藏文文本数据集,并在该数据集的基础上训练一个藏文预训练语言模型(BERT-base-Tibetan)。将该方法应用到多种基于神经网络的文本分类模型上的实验结果表明,预训练语言模型能够显著提升藏文文本分类的性能(F₁值平均提升9.3%),验证了预训练语言模型在藏文文本分类任务中的价值。     

中文预训练模型研究进展

近年来,预训练模型在自然语言处理领域蓬勃发展,旨在对自然语言隐含的知识进行建模和表示,但主流预训练模型大多针对英文领域。中文领域起步相对较晚,鉴于其在自然语言处理过程中的重要性,学术界和工业界都开展了广泛的研究,提出了众多的中文预训练模型。文中对中文预训练模型的相关研究成果进行了较为全面的回顾,首先介绍预训练模型的基本概况及其发展历史,对中文预训练模型主要使用的两种经典模型Transformer和BERT进行了梳理,然后根据不同模型所属类别提出了中文预训练模型的分类方法,并总结了中文领域的不同评测基准,最后对中文预训练模型未来的发展趋势进行了展望。旨在帮助科研工作者更全面地了解中文预训练模型的发展历程,继而为新模型的提出提供思路。     

BERT-Single：半监督的话题检测与追踪方法

针对无监督聚类方法在应用于话题检测与追踪任务时难以学习到深层语义特征及任务相关特征,K均值聚类、潜在狄利克雷分布（LDA）等方法无法用于增量式聚类的问题,提出基于预训练语言模型的BERT-Single半监督算法。首先使用小规模有标注数据训练预训练语言模型BERT,使BERT模型学习到任务特定的先验知识,生成能够适应话题检测与追踪任务且包含深层语义特征的文本向量;然后利用改进的Single-Pass聚类算法将预训练语言模型学习到的有标签样本信息泛化到无标签数据上,提升模型在话题检测与追踪任务上性能。在构建的数据集上进行实验,结果显示,相较于对比模型,BERT-Single模型精确率至少提升了3个百分点、召回率至少提升了1个百分点、F1值至少提升了3个百分点。BERT-Single模型对于解决话题检测与追踪问题具有较好效果,并能够很好地适应增量式聚类任务。     

基于BERT的民间文学文本预训练模型

民间文学文本中含有大量生动形象的修辞手法;人名、地名极其复杂,难以判断词与词之间的边界;与现代汉语表达差别较大,预训练语言模型难以有效地学习其隐含知识,为机器自然语言理解带来困难。该文提出一种基于BERT的民间文学文本预训练模型MythBERT,使用民间文学语料库预训练,将BERT的字隐蔽策略改进为对中文词语隐蔽策略。对民间文学文本中解释字、词的注释词语重点隐蔽,减小BERT隐蔽的随机性并有利于学习词语语义信息。同时利用注释增强语言模型表示,解决一词多义、古今异义等问题。将MythBERT与BERT、BERT-WWM和RoBERTa等主流中文预训练模型在情感分析、语义相似度、命名实体识别和问答四个自然语言处理任务上进行比较。实验结果表明,注释增强的民间文学预训练模型MythBERT在民间文学文本任务上性能显著提升,与基线方法相比取得了最优的效果。     

计算机视觉中的Transformer发展综述

Transformer是基于自注意力机制的编码器-解码器架构模型，擅长建立远距离依赖关系，已经成为自然语言处理领域的主流模型.受Transformer在自然语言处理领域中取得巨大成功的启发，近两年一些开创性的工作开始研究如何将Transformer应用于计算机视觉领域，并取得了显著的成果，目前视觉Transformer依然是研究的热点.本文对近年来Transformer在多个视觉任务上的应用与发展进行梳理、分析与总结.首先阐述了视觉Transformer基本结构与实现原理，分析了模型结构的特点与优势，梳理了视觉Transformer的研究进展.其次，介绍了Transformer在高层视觉任务、底层视觉任务和多模态任务上的典型应用模型，并详细对比了在图像分类、检测和分割领域典型视觉Transformer模型的性能指标.最后总结了当前视觉Transformer各类模型存在的问题与难点，并指出未来的发展方向.     

ALICE:一种面向中文科技文本分析的预训练语言表征模型

深度学习模型应用于自然语言处理任务时依赖大型、高质量的人工标注数据集。为降低深度学习模型对大型数据集的依赖,提出一种基于BERT的中文科技自然语言处理预训练模型ALICE。通过对遮罩语言模型进行改进并将其与命名实体级遮罩相结合,改善基础模型在下游任务中的表现,使其学习到的语言表征更贴合中文的语言特性。实验结果表明,与BERT模型相比,ALICE模型对于中文科技文本的分类准确率和命名实体识别的F1值分别提高1.2%和0.8%。     

基于BERT模型与知识蒸馏的意图分类方法

意图分类是一种特殊的短文本分类方法,其从传统的模板匹配方法发展到深度学习方法,基于B E RT模型的提出,使得大规模的预训练语言模型成为自然语言处理领域的主流方法.然而预训练模型十分庞大,且需要大量的数据和设备资源才能完成训练过程.提出一种知识蒸馏意图分类方法,以预训练后的B E RT作为教师模型,文本卷积神经网络Te...     

基于动态词遮掩的句子匹配预训练模型

BERT通过遮掩语言模型、下一句预测等自监督学习任务学习通用语言规律,在自然语言理解任务中取得了良好效果。但BERT的下一句预测任务不能直接建模句子的语义匹配关系,且随机遮掩策略也不能高效处理句子的关键内容。针对上述问题,该文提出基于动态词遮掩的预训练模型: 基于预训练模型获得句子的向量表示,并通过近似语义计算获取大规模“句子对”预训练数据,最后遮掩重要字词训练遮掩语言模型。在4个句子匹配数据集上的实验表明,使用该文提出的预训练方法,RBT3和BERT base的效果都有一定提升,平均准确率分别提升1.03%和0.61%。     

自监督聚类重训练的语音表示学习

现有的基于重建的自监督预训练方法往往通过对语音帧的还原重建进行训练,未充分利用语音帧包含的音素信息.因此,文中结合自监督学习方法与噪声学生训练,提出基于自监督聚类重训练的语音表示学习方法.基于一个初始的语音表示模型(教师模型),利用无监督聚类得到音素类别伪标签.结合伪标签预测任务与重构任务,重新训练表示模型(学生模型).将学生模型作为新的教师模型,借助聚类与重训练,不断优化伪标签与语音表示模型.对比实验表明,经过聚类重训练后,语音表示模型在音素识别和说话人识别两项下游任务上均优于聚类重训练前的模型,性能较优.     

基于预训练模型的机器阅读理解研究综述

近年来深度学习技术不断进步,随着预训练模型在自然语言处理中的应用与发展,机器阅读理解不再单纯地依靠网络结构与词嵌入相结合的方法。预训练语言模型的发展推动了机器阅读理解的进步,在某些数据集上已经超越了人类的表现。简要介绍机器阅读理解以及预训练语言模型的相关概念,综述当下基于预训练模型的机器阅读理解研究进展,对目前预训练模型在相关数据集上的性能进行分析,总结了目前存在的问题并对未来进行展望。     

自然语言处理中的探针可解释方法综述

随着大规模预训练模型的广泛应用,自然语言处理的多个领域(如文本分类和机器翻译)取得了长足的发展.然而,受限于预训练模型的“黑盒”特性,其内部的决策模式以及编码的知识信息被认为是不透明的.以Open AI发布的Chat GPT和GPT-4为代表的先进预训练模型为例,它们在多个领域取得重大性能突破的同时,由于无法获知其内部是否真正编码了人们期望的知识或语言属性,以及是否潜藏一些不期望的歧视或偏见,因此仍然无法将其应用于重视安全性和公平性的领域.近年来,一种新颖的可解释性方法“探针任务”有望提升人们对预训练模型各层编码的语言属性的理解.探针任务通过在模型的某一区域训练辅助语言任务,来检验该区域是否编码了感兴趣的语言属性.例如,现有研究通过冻结模型参数并在不同层训练探针任务,已经证明预训练模型在低层编码了更多词性属性而在高层编码了更多语义属性,但由于预训练数据的毒性,很有可能在参数中编码了大量有害内容.该文首先介绍了探针任务的基本框架,包括任务的定义和基本流程;然后对自然语言处理中现有的探针任务方法进行了系统性的归纳与总结,包括最常用的诊断分类器以及由此衍生出的其他探针方法,为读者提供设计合理...