三种LM任务形式：单向LM，双向LM，序列到序列LM

今天分享一个论文UniLM[1]，核心点是掌握三种LM任务形式：单向LM，双向LM，序列到序列LM；

1. 生成任务

NLP任务大致可以分为NLU和NLG两种；Bert在NLU任务上效果很好，但是天生不适合处理生成任务。

原因在于Bert的预训练过程是使用的MLM，和生成任务的目标并不一致。

生成任务目标是每次蹦出来一个词，只能看到当前位置之前的词汇。

而Bert采用的是双向的语言模型，除了mask的单词，两个方向的词汇都可以被看到。

所以对Bert的一个改进思路就是让它在具有NLU能力的时候，同时兼备NLG能力。

2. 三种LM任务

UniLM做的就是这样一个事情。

具体的实现方式是设计了一系列的完形填空任务，这些完形填空任务的不同之处在于对上下文的定义。

从左到右的LM：使用mask单词的左侧单词来预测被遮掩的单词

从右到左的LM：和上面第一个相比就是方向的变化，使用mask单词的右侧单词来预测遮掩的单词

双向LM：就是当前mask的左右词汇都可以看到

sequence-to-sequence LM：这个就是UniLM能够具有生成能力的关键。我们的输入是source句子和target句子，mask单词在target上，那么当前mask的上下文就是source句子的所有单词和target句子中mask单词左侧的词汇可以被看到

我们把从左到右LM和从右到左LM我们归为一种任务叫单向LM；

有个点需要注意，三个任务是一起优化的，具体来讲是这样做的：

在训练的时候，1/3的时候使用双向LM，1/3的时候使用序列到序列 LM，1/6的时候使用从左到右的LM，1/6的时间使用从右到做的LM。

我们是使用不同的Mask矩阵来对应不同任务输入数据形式。

文中使用的是这样一张图来展示：

UniLM不同mask

3. 其他细枝末节

Gelu 激励函数

24层TRM，最大长度512，1024Hidden Size，16Heads，340M参数量

初始化使用Bert Large

15%被mask，其中80%真正替换mask，10%随机替换，10%不动。替换的时候，80% 的时候替换单个token，20%的时候替换bigram 或者 trigram

第四个步骤类似中文实体词的mask，也算是一点改进。

有个细节点需要注意的是，作者强调，不同的segment embedding用来区分不同LM任务。

Bert的时候，区分上下句子，我们使用0和1，在这里，我们使用这个segment embedding用来区分任务：

比如说，双向对应0和1；单向left-right对应2；单向right-left对应3；序列对应4和5；

4. 总结

掌握以下几个细节点就可以：

联合训练三种任务：单向LM，双向LM，序列LM

使用不同的attention矩阵控制三种任务形式的参与

segment embedding可以区分不同的任务形式

mask的时候15% 的有被替换的概率，其中80% 被真正替换。在这80%真正替换的里面有80%单个token被替换，20%的二元或者三元tokens被替换

参考资料

[1]

Unified Language Model Pre-training for Natural Language Understanding and Generation: https://arxiv.org/pdf/1905.03197.pdf,

责任编辑：xj

       原文标题：如何让BERT具有文本生成能力

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