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xueyouluo/Biaffine-BERT-NER

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Biaffine-BERT-NER

Update

基于这套代码,我在CCKS2021中文NLP地址要素解析比赛上获得了初赛第一,复赛第三的成绩,说明这个方法还是有效的,等比赛最终结束后我会更新代码。

代码已发布,参考ccks2021-track2-code

Introduction

最近看到一些NER的论文,从传统的BIO预测变成了指针预测和span预测等,而且效果还不错。尤其看到一篇《Named Entity Recognition as Dependency Parsing》,将NER预测改为预测一个矩阵的方法,与我原来在做之江杯的评论比赛时实现过的关系预测非常接近,但是扩展到了可以预测多个类别,而且原来这个还有个专门的称呼叫Biaffine,于是自己借鉴原作者的实现自己改写了一下。

这里对原论文的实现做了多处简化:

  • 纯粹基于bert进行finetune,不再利用fasttext、bert等做context embedding抽取
  • 不区分char word的embedding,默认就是char
  • 原来的论文中是要输入多句话的【上下文?】,这里默认都是一句话

简单来说,就是在bert的基础上,预测一个L*L*C的tensor,其中L为文本长度,C为实体类别数目。

Results

CLUENER进行了测试。配置参考train_ner.sh,使用bert-base进行训练,结果如下:

验证集

总体F1 - 0.8118

具体每个类别:

{
  "organization": 0.8104196816208394,
  "game": 0.8381601362862009,
  "name": 0.8828039430449068,
  "government": 0.8458498023715415,
  "address": 0.667590027700831,
  "movie": 0.8398576512455516,
  "book": 0.8271186440677967,
  "position": 0.8113207547169812,
  "company": 0.839142091152815,
  "scene": 0.7564766839378239
}

线上

对比其他模型:

模型 线上效果f1
Biaffine-BERT 80.08
Bert-base 78.82
RoBERTa-wwm-large-ext 80.42
Bi-Lstm + CRF 70.00

比BERT的baseline好一些。当然,看了一下排行榜的其他结果,最好的已经到了82.545【截止20210218】,差距还挺大的。

Focal loss

配置:

gamma=3
learning_rate=3e-5
num_train_epochs=5.0 

训练集指标:

negative_accuracy = 99.96067, positive_accuracy = 74.00737

验证集指标:0.8119

线上指标:80.374

基本没差别。

Dice Loss

没有收敛,估计实现有问题,或者这个场景下不适合。

Negative Sampling

 由于负样本过多,因此我们考虑对负样本进行采样,设置比例neg_sample=0.3

训练集指标:

negative_accuracy = 99.93346, positive_accuracy = 83.07946

验证集指标:0.8109

线上未测试,不过个人觉得应该差别不大。

结果上看跟baseline基本上没什么差别,不过至少说明大量的负样本其实mask了之后对最终的效果也没有太大的影响,很多负样本是easy examples。因此,focal loss和dice loss这种理论上应该是有提升的。 不过我把训练的epoch设置成了5【训练集的准确率一直在提升】,学习率改大了一点,不知道训练更长时间会不会效果会更好一些。

Position Info

加入了position的信息,结果如下:

negative_accuracy = 99.97583, positive_accuracy = 77.3444

验证集:0.808

效果降了一个点。

Don't stop pretrain

用cluener的数据进行bert的基础上继续预训练,再用训练好的模型finetune NER任务。

negative_accuracy = 99.97762, positive_accuracy = 78.11106

验证集:0.81297

千分点的提高,感觉不是很显著,甚至可能是随机的结果。

Bad Cases分析

看了一下模型预测的结果和实际的结果,f1值较低的主要是address和scene,模型很容易搞混这二者,不过即使我自己去看也觉得scene这个类别的边界确实不是那么明确,它很多情况下很难和address作出有效的区分,很大程度上可能受标注员主观的影响。

还有一种情况就是粒度的不对,比如“上海北京”被分在一起了,而标注数据是分开的,而有些是划的太多了,导致也出错。

还有就可能是过拟合训练数据了,“好莱坞”这个在验证集中被分类成了address,这个在训练数据中是出现过“好莱坞”是address的情况的。K-fold的话应该可以缓解。

Train & Inference

训练代码参考:train_ner.sh

预测代码参考:predict_ner.sh

没有把evaluation放在代码中,需要用户自己预测结果,然后跑一下score.py

Reference

About

A simple implementation of Biaffine NER.

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