论文复现-1：bertscore

news2024/12/27 5:21:42

Bertscore是计算相似度的一种方法。

遗留问题：使用model layer 中的单一层还是多个层，会对结果造成很大的影响吗？

sent_encode函数是使用tokenizer将句子做encode。
tokenizer.encode(
sent,
add_special_tokens=True,
add_prefix_space=True,
max_length=tokenizer.model_max_length,
truncation=True,
)

get_tokenizer函数和get_model函数是根据model-name调用相应的Model和Tokenizer函数。
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_type, use_fast=use_fast)
model = AutoModel.from_pretrained(model_type)

整个bertscore是无梯度更新的过程中完成相似度运算的。model的模式是model.eval()

greedy_cos_idf函数是计算P、R和Recall的关键函数。
论文中指明，使用了cosine函数计算sentence之间的similarity score。
正常的cosine sim= $\frac{x_{i}^Tx_{j}}{\left \| x_{i} \right \|\left \| x_{j} \right \| }$ ,
文中使用了pre-normalized 函数，将embedding做了normalize后，使用的是 $x_{i}^T *x_{j}$ 计算的similarity score。

使用的是greedy search函数最大化的similarity score，每个token match到相似度最高的那一个token。（即表格每个token对应行的max 选择操作）

在代码中的实现：
normalize操作：A.div_(B)是A 中每个值除以B的值

ref_embedding.div_(torch.norm(ref_embedding, dim=-1).unsqueeze(-1))#torch.norm(ref_embedding, dim=-1),维度由b*l*d，缩减为b*l。div_(value),将tensor中每个值除以value
    hyp_embedding.div_(torch.norm(hyp_embedding, dim=-1).unsqueeze(-1))# unsqueeze(-1)是在tensor中添加一个维度，由b*l变为b*l*1

sim_metric得到：bmm函数

sim = torch.bmm(hyp_embedding, ref_embedding.transpose(1, 2))#torch.bmm函数最终计算得到的是b*l*l的矩阵。 bmm:b*h*m|b*n*h=b*m*n
    masks = torch.bmm(hyp_masks.unsqueeze(2).float(), ref_masks.unsqueeze(1).float())
 masks = masks.float().to(sim.device)
    sim = sim * masks

greedy search操作，参考原文中的公式：注意底标是两个不同的维度。

word_precision = sim.max(dim=2)[0]
    word_recall = sim.max(dim=1)[0]

在这里插入图片描述

IDF加权操作：

hyp_idf.div_(hyp_idf.sum(dim=1, keepdim=True))
    ref_idf.div_(ref_idf.sum(dim=1, keepdim=True))
    precision_scale = hyp_idf.to(word_precision.device)
    recall_scale = ref_idf.to(word_recall.device)

P = (word_precision * precision_scale).sum(dim=1)
    R = (word_recall * recall_scale).sum(dim=1)
    F = 2 * P * R / (P + R)

IDF计算，函数详解：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time    : 2022/12/18 19:07
# @Author  : YOURNAME
# @FileName: get_idf_dict.py
# @Software: PyCharm
from collections import Counter, defaultdict
from functools import partial
from itertools import chain
from math import log
from multiprocessing import Pool
from transformers import AutoTokenizer
tokenizer=AutoTokenizer.from_pretrained('bert-base-chinese')
arr=['空间站应用有效载荷安全性','实验柜通信交换协议','空间站有效载荷安全性、可靠性和维修性']

def process(a, tokenizer=None):
    if tokenizer is not None:
        a = tokenizer.encode(
                a,
                add_special_tokens=True,
                max_length=tokenizer.model_max_length,
                truncation=True,
            )
    return set(a)

def get_idf_dict(arr, tokenizer, nthreads=0):
    """
    Returns mapping from word piece index to its inverse document frequency.
    Args:
        - :param: `arr` (list of str) : sentences to process.
        - :param: `tokenizer` : a BERT tokenizer corresponds to `model`.
        - :param: `nthreads` (int) : number of CPU threads to use
    """
    idf_count = Counter()
    num_docs = len(arr)

    process_partial = partial(process,tokenizer=tokenizer)

    # if nthreads > 0:
    #     with Pool(nthreads) as p:
    #         idf_count.update(chain.from_iterable(p.map(process_partial, arr)))
    # else:
    idf_count.update(chain.from_iterable(map(process_partial, arr)))# update函数，如果字典中无该键，则添加此键值对，值为数字。如有，则更新值。
    # tokenizer.encode()函数每次只能处理一个text，不能一次处理完整个list of str.
    idf_dict = defaultdict(lambda: log((num_docs + 1) / (1)))

    idf_dict.update(
        {idx: log((num_docs + 1) / (c + 1)) for (idx, c) in idf_count.items()}#循环迭代更新idf_dict中的值，值=log()/c+1，在论文中该公式前面有一个负号，转换之后就是当前的公式
    )
    return idf_dict



idf=get_idf_dict(arr,tokenizer,nthreads=4)
print(idf)
print(idf.keys())