北京雖已入秋，但依舊迎來AI的一股熱浪。風(fēng)靡自然語言處理領(lǐng)域的“網(wǎng)紅”預(yù)訓(xùn)練模型百度ERNIE再次現(xiàn)身“極客盛宴”，引發(fā)行業(yè)廣泛關(guān)注。

　　9月5日，CSDN主辦的為期三天的 2019 AI開發(fā)者大會(huì)(AI ProCon)在北京拉開序幕。大會(huì)聚集國內(nèi)外如百度、華為、Google微軟等40多知名科技公司，60位一線技術(shù)專家，深入聚焦技術(shù)與應(yīng)用，闡述產(chǎn)業(yè)變革。7日下午自然語言處理論壇中，百度NLP主任研發(fā)架構(gòu)師孫宇從自然語言處理的關(guān)鍵難點(diǎn)語義表示技術(shù)切入，為到場開發(fā)者解析了中英文任務(wù)超越谷歌BERT的百度語義理解框架ERNIE。

　　語言表示是解決自然語言理解的首要問題，語言表示的好壞一定程度決定了計(jì)算機(jī)處理自然語言的效果?；诖耍俣仍诮衲?月首次提出知識(shí)增強(qiáng)的語義表示模型ERNIE(Enhanced Representation from kNowledge IntEgration)，它在中文NLP任務(wù)上表現(xiàn)非凡，百度在多個(gè)公開的中文數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了效果驗(yàn)證，在語言推斷、語義相似度、命名實(shí)體識(shí)別、情感分析、問答匹配等自然語言處理各類任務(wù)上，超越了谷歌的語義表示模型BERT的效果。

　　ERNIE模型通過建模海量數(shù)據(jù)中的實(shí)體概念等先驗(yàn)語義知識(shí)，學(xué)習(xí)真實(shí)世界的語義關(guān)系。具體來說，百度ERNIE模型通過對(duì)詞、實(shí)體等語義單元的掩碼，使得模型學(xué)習(xí)完整概念的語義表示。相較于 BERT 學(xué)習(xí)原始語言信號(hào)，ERNIE 直接對(duì)先驗(yàn)語義知識(shí)單元進(jìn)行建模，增強(qiáng)了模型語義表示能力。

　　例如：

　　Learned by BERT：哈 [mask] 濱是 [mask] 龍江的省會(huì)，[mask] 際冰 [mask] 文化名城。

　　Learned by ERNIE：[mask] [mask] [mask] 是黑龍江的省會(huì)，國際 [mask] [mask] 文化名城。

　　在 BERT 模型中，通過『哈』與『濱』的局部共現(xiàn)，即可判斷出『爾』字，模型沒有學(xué)習(xí)『哈爾濱』本身的任何知識(shí)。而ERNIE通過學(xué)習(xí)詞與實(shí)體的表達(dá)，使模型能夠建模出『哈爾濱』與『黑龍江』的關(guān)系，學(xué)到『哈爾濱』是 『黑龍江』的省會(huì)以及『哈爾濱』是個(gè)冰雪城市。

　　會(huì)上，孫宇還用幾道趣味填空題驗(yàn)證了ERNIE的知識(shí)學(xué)習(xí)能力。實(shí)驗(yàn)將段落中的實(shí)體知識(shí)去掉，讓模型推理其答案。不難看出，ERNIE在基于上下文知識(shí)推理能力上表現(xiàn)的更加出色。

　　ERNIE在自然語言處理領(lǐng)域前進(jìn)的腳步從未停歇。沉淀短短幾個(gè)月，升級(jí)后的ERNIE于8月正式推出。百度發(fā)布的持續(xù)學(xué)習(xí)的語義理解框架ERNIE 2.0在1.0版本中文任務(wù)全面超越BERT的基礎(chǔ)上，英文任務(wù)取得了全新突破，在共計(jì)16個(gè)中英文任務(wù)上超越了BERT和XLNet, 取得了SOTA效果。

　　孫宇指出，以BERT、XLNet為代表的無監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練技術(shù)在語言推斷、語義相似度、命名實(shí)體識(shí)別、情感分析等多個(gè)自然語言處理任務(wù)上在近兩年取得了技術(shù)突破?；诖笠?guī)模數(shù)據(jù)的無監(jiān)督預(yù)訓(xùn)練技術(shù)在自然語言處理領(lǐng)域變得至關(guān)重要。百度發(fā)現(xiàn)，之前的工作主要通過詞或句子的共現(xiàn)信號(hào)，構(gòu)建語言模型任務(wù)進(jìn)行模型預(yù)訓(xùn)練。例如，BERT通過掩碼語言模型和下一句預(yù)測任務(wù)進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練。XLNet構(gòu)建了全排列的語言模型，并通過自回歸的方式進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練。

　　然而，除了語言共現(xiàn)信息之外，語料中還包含詞法、語法、語義等更多有價(jià)值的信息。例如，人名、地名、機(jī)構(gòu)名等詞語概念知識(shí)，句子間順序和距離關(guān)系等結(jié)構(gòu)知識(shí)，文本語義相似度和語言邏輯關(guān)系等語義知識(shí)。如果能持續(xù)地學(xué)習(xí)各類任務(wù)，模型的效果將會(huì)將入一個(gè)全新的階段。

　　基于此，百度提出可持續(xù)學(xué)習(xí)語義理解框架ERNIE 2.0。該框架支持增量引入詞匯(lexical)、語法 (syntactic) 、語義 (semantic) 等3個(gè)層次的自定義預(yù)訓(xùn)練任務(wù)，能夠全面捕捉訓(xùn)練語料中的詞法、語法、語義等潛在信息。這些任務(wù)通過多任務(wù)學(xué)習(xí)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練更新，每當(dāng)引入新任務(wù)時(shí)，該框架可在學(xué)習(xí)該任務(wù)的同時(shí)，不遺忘之前學(xué)到過的信息。這也意味著，該框架可以通過持續(xù)構(gòu)建訓(xùn)練包含詞法、句法、語義等預(yù)訓(xùn)練任務(wù)，持續(xù)提升模型效果。

　　依托該框架，百度充分借助飛槳(PaddlePaddle)多機(jī)分布式訓(xùn)練優(yōu)勢，利用 79億tokens訓(xùn)練數(shù)據(jù)(約1/4的XLNet數(shù)據(jù))和64張V100 (約1/8的XLNet硬件算力)訓(xùn)練的ERNIE 2.0預(yù)訓(xùn)練模型不僅實(shí)現(xiàn)了SOTA效果，而且為開發(fā)人員定制自己的NLP模型提供了方案。目前，百度開源了ERNIE 2.0的fine-tuning代碼和英文預(yù)訓(xùn)練模型。

　　百度研究團(tuán)隊(duì)分別比較了中英文環(huán)境上的模型效果。英文上，ERNIE 2.0在自然語言理解數(shù)據(jù)集GLUE的7個(gè)任務(wù)上擊敗了BERT和XLNet。中文上，在包括閱讀理解、情感分析、問答等不同類型的9個(gè)數(shù)據(jù)集上超越了BERT并刷新了SOTA。

　　如今，百度已在自然語言處理領(lǐng)域積累十余年，ERNIE的誕生除了在學(xué)術(shù)領(lǐng)域的價(jià)值，也具備相當(dāng)重要的產(chǎn)業(yè)價(jià)值，尤其是在目前國際貿(mào)易與科技背景下，擁有與谷歌比肩的語義理解框架意義非凡。ERNIE可以說是百度在自然語言處理方面的重要里程碑，未來百度還將持續(xù)深耕該領(lǐng)域，搭起人類與機(jī)器“暢所欲言”的溝通橋梁。

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