零样本文本分类应用:基于UTC的医疗意图多分类,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程。

零样本文本分类应用:基于UTC的医疗意图多分类,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程。

1.通用文本分类技术UTC介绍

本项目提供基于通用文本分类 UTC(Universal Text Classification) 模型微调的文本分类端到端应用方案,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程,可快速实现文本分类产品落地。

文本分类是一种重要的自然语言处理任务,它可以帮助我们将大量的文本数据进行有效的分类和归纳。实际上,在日常生活中,我们也经常会用到文本分类技术。例如,我们可以使用文本分类来对新闻报道进行分类,对电子邮件进行分类,对社交媒体上的评论进行情感分析等等。但是,文本分类也面临着许多挑战。其中最重要的挑战之一是数据稀缺。由于文本数据往往非常庞大,因此获取足够的训练数据可能非常困难。此外,不同的文本分类任务也可能面临着领域多变和任务多样等挑战。为了应对这些挑战,PaddleNLP推出了一项零样本文本分类应用UTC。该应用通过统一语义匹配方式USM(Unified Semantic Matching)来将标签和文本的语义匹配能力进行统一建模。这种方法可以帮助我们更好地理解文本数据,并从中提取出有用的特征信息。

UTC具有低资源迁移能力,可以支持通用分类、评论情感分析、语义相似度计算、蕴含推理、多项式阅读理解等多种“泛分类”任务。这使得开发者可以更加轻松高效地实现多任务文本分类数据标注、训练、调优和上线,从而降低文本分类技术门槛。

总之,文本分类是一项重要的自然语言处理任务,它可以帮助我们更好地理解和归纳文本数据。尽管它面临着许多挑战,但是通过使用PaddleNLP的零样本文本分类应用UTC,开发者们可以简单高效实现多任务文本分类数据标注、训练、调优、上线,降低文本分类落地技术门槛。
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1.1 分类落地面临难度

分类任务看似简单,然而在产业级文本分类落地实践中,面临着诸多挑战:

  • 任务多样:单标签、多标签、层次标签、大规模标签等不同的文本分类任务,需要开发不同的分类模型,模型架构往往特化于具体任务,难以使用统一形式建模;
  • 数据稀缺:部分领域数据稀缺,难以获取,且领域专业性使得数据标注门槛高;
  • 标签迁移:不同领域的标签多样,并且迁移难度大,尤其不同领域间的标签知识很难迁移。

1.2 UTC亮点

1.2.1 多任务统一建模

在传统技术方案中,针对不同的分类任务需要构建多个分类模型,模型需单独训练且数据和知识不共享。而在UTC方案下,单个模型能解决所有分类需求,包括但不限于单标签分类、多标签分类、层次标签分类、大规模事件标签检测、蕴含推理、语义相似度计算等,降低了开发成本和机器成本。

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1.2.2 零样本分类和小样本迁移能力强

UTC通过大规模多任务预训练后,可以适配不同的行业领域,不同的分类标签,仅标注了几条样本,分类效果就取得大幅提升,大大降低标注门槛和成本。

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在医疗、金融、法律等领域中,无需训练数据的零样本情况下UTC效果平均可达到70%+(如下表所示),标注少样本也可带来显著的效果提升:每个标签仅仅标注1条样本后,平均提升了10个点!也就是说,即使在某些场景下表现欠佳,人工标几个样本,丢给模型后就会有大幅的效果提升。

1.3 UTC技术思路

UTC基于百度最新提出的统一语义匹配框架USM(Unified Semantic Matching)[1],将分类任务统一建模为标签与文本之间的匹配任务,对不同标签的分类任务进行统一建模。具体地说:

  1. 为了实现任务架构统一,UTC设计了标签与文本之间的词对连接操作(Label–>CLS-Token Linking),这使得模型能够适应不同领域和任务的标签信息,并按需求进行分类,从而实现了开放域场景下的通用文本分类。
    例如,对于事件检测任务,可将一系列事件标签拼接为[L]上映[L]夺冠[L]下架 ,然后与原文本一起作为整体输入到UTC中,UTC将不同标签标识符[L]与[CLS]进行匹配,可对不同标签类型的分类任务统一建模,直接上图:

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  1. 为了实现通用能力共享,让不同领域间的标签知识跨域迁移,UTC构建了统一的异质监督学习方法进行多任务预训练,使不同领域任务具备良好的零/少样本迁移性能。统一的异质监督学习方法主要包括三种不同的监督信号:

    • 直接监督:分类任务直接相关的数据集,如情感分类、新闻分类、意图识别等。
    • 间接监督:分类任务间接相关的数据集,如选项式阅读理解、问题-文章匹配等。
    • 远程监督:标签知识库或层级标题与文本对齐后弱标注数据。

更多内容参考论文见文末链接 or fork一下项目论文已上传

2.文本分类任务Label Studio教程

2.1 Label Studio安装

以下标注示例用到的环境配置:

  • Python 3.8+
  • label-studio == 1.7.2

在终端(terminal)使用pip安装label-studio:

pip install label-studio==1.7.2

安装完成后,运行以下命令行:

label-studio start

在浏览器打开http://localhost:8080/,输入用户名和密码登录,开始使用label-studio进行标注。

2.2 文本分类任务标注

2.2.1 项目创建

点击创建(Create)开始创建一个新的项目,填写项目名称、描述,然后在Labeling Setup中选择Text Classification

  • 填写项目名称、描述

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  • 数据上传,从本地上传txt格式文件,选择List of tasks,然后选择导入本项目

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  • 设置任务,添加标签

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  • 数据上传

项目创建后,可在Project/文本分类任务中点击Import继续导入数据,同样从本地上传txt格式文件,选择List of tasks

2.2.2 标签构建

项目创建后,可在Setting/Labeling Interface中继续配置标签,

默认模式为单标签多分类数据标注。对于多标签多分类数据标注,需要将choice的值由single改为multiple

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2.2.3 任务标注

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2.2.4 数据导出

勾选已标注文本ID,选择导出的文件类型为JSON,导出数据:

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参考链接:

3.数据转换

将导出的文件重命名为label_studio.json后,放入./data目录下。通过label_studio.py脚本可转为UTC的数据格式。

在数据转换阶段,还需要提供标签候选信息,放在./data/label.txt文件中,每个标签占一行。例如在医疗意图分类中,标签候选为["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议", "疾病表述", "后果表述", "注意事项", "功效作用", "医疗费用", "其他"],也可通过options参数直接进行配置。

这里提供预先标注好的医疗意图分类数据集的文件,可以运行下面的命令行下载数据集,我们将展示如何使用数据转化脚本生成训练/验证/测试集文件,并使用UTC模型进行微调。

#下载医疗意图分类数据集:
!wget https://bj.bcebos.com/paddlenlp/datasets/utc-medical.tar.gz
!tar -xvf utc-medical.tar.gz
!mv utc-medical data
!rm utc-medical.tar.gz

数据集部分展示

[{"id":26092,"annotations":[{"id":59,"completed_by":1,"result":[{"value":{"choices":["注意事项"]},"id":"7iya31L9oc","from_name":"sentiment","to_name":"text","type":"choices","origin":"manual"}],"was_cancelled":false,"ground_truth":false,"created_at":"2023-01-09T07:13:18.982993Z","updated_at":"2023-01-09T07:13:18.983032Z","lead_time":4.022,"prediction":{},"result_count":0,"task":26092,"parent_prediction":null,"parent_annotation":null}],"file_upload":"838fb89a-10-shot.txt","drafts":[],"predictions":[],"data":{"text":"烧氧割要注意那些问题"},"meta":{},"created_at":"2023-01-09T06:48:10.725717Z","updated_at":"2023-01-09T07:13:19.022666Z","inner_id":35,"total_annotations":1,"cancelled_annotations":0,"total_predictions":0,"comment_count":0,"unresolved_comment_count":0,"last_comment_updated_at":null,"project":5,"updated_by":1,"comment_authors":[]},
{"id":26091,"annotations":[{"id":4,"completed_by":1,"result":[{"value":{"choices":["病因分析"]}]
# 生成训练/验证集文件:
!python label_studio.py \
    --label_studio_file ./data/utc-medical/label_studio.json \
    --save_dir ./data \
    --splits 0.8 0.1 0.1 \
    --options ./data/utc-medical/label.txt
[2023-04-14 11:28:46,056] [    INFO] - Save 45 examples to ./data/train.txt.
[2023-04-14 11:28:46,057] [    INFO] - Save 6 examples to ./data/dev.txt.
[2023-04-14 11:28:46,057] [    INFO] - Save 6 examples to ./data/test.txt.
[2023-04-14 11:28:46,057] [    INFO] - Finished! It takes 0.00 seconds

{"text_a": "老年痴呆的症状有哪些", "text_b": "", "question": "", "choices": ["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议", "疾病表述", "后果表述", "注意事项", "功效作用", "医疗费用", "其他"], "labels": [5]}
  • label_studio_file: 从label studio导出的数据标注文件。
  • save_dir: 训练数据的保存目录,默认存储在data目录下。
  • splits: 划分数据集时训练集、验证集所占的比例。默认为[0.8, 0.1, 0.1]表示按照8:1:1的比例将数据划分为训练集、验证集和测试集。
  • options: 指定分类任务的类别标签。若输入类型为文件,则文件中每行一个标签。
  • is_shuffle: 是否对数据集进行随机打散,默认为True。
  • seed: 随机种子,默认为1000.

备注:

  • 默认情况下 label_studio.py 脚本会按照比例将数据划分为 train/dev/test 数据集
  • 每次执行 label_studio.py 脚本,将会覆盖已有的同名数据文件
  • 对于从label_studio导出的文件,默认文件中的每条数据都是经过人工正确标注的。

使用Label Studio 数据标注工具进行标注,如果已有标注好的本地数据集,我们需要将数据集整理为文档要求的格式,

4.模型训练预测

多任务训练场景可分别进行数据转换再进行混合:通用分类、评论情感分析、语义相似度计算、蕴含推理、多项式阅读理解等众多“泛分类”任务

##代码结构
├── deploy/simple_serving/ # 模型部署脚本
├── utils.py               # 数据处理工具
├── run_train.py           # 模型微调脚本
├── run_eval.py            # 模型评估脚本
├── label_studio.py        # 数据格式转换脚本
├── label_studio_text.md   # 数据标注说明文档
└── README.md

4.1 模型微调

推荐使用 PromptTrainer API 对模型进行微调,该 API 封装了提示定义功能,且继承自 Trainer API 。只需输入模型、数据集等就可以使用 Trainer API 高效快速地进行预训练、微调等任务,可以一键启动多卡训练、混合精度训练、梯度累积、断点重启、日志显示等功能,Trainer API 还针对训练过程的通用训练配置做了封装,比如:优化器、学习率调度等。

使用下面的命令,使用 utc-base 作为预训练模型进行模型微调,将微调后的模型保存至output_dir

4.1.1 单卡训练

#安装最新版本paddlenlp
!pip install --upgrade paddlenlp
# 单卡启动:
!python run_train.py  \
    --device gpu \
    --logging_steps 10 \
    --save_steps 10 \
    --eval_steps 10 \
    --seed 1000 \
    --model_name_or_path utc-base \
    --output_dir ./checkpoint/model_best \
    --dataset_path ./data/ \
    --max_seq_length 512  \
    --per_device_train_batch_size 2 \
    --per_device_eval_batch_size 2 \
    --gradient_accumulation_steps 8 \
    --num_train_epochs 20 \
    --learning_rate 1e-5 \
    --do_train \
    --do_eval \
    --do_export \
    --export_model_dir ./checkpoint/model_best \
    --overwrite_output_dir \
    --disable_tqdm True \
    --metric_for_best_model macro_f1 \
    --load_best_model_at_end  True \
    --save_total_limit 1 \
    --save_plm
eval_loss: 0.3148668706417084, eval_micro_f1: 0.9848484848484849, eval_macro_f1: 0.9504132231404958, eval_runtime: 0.0757, eval_samples_per_second: 79.286, eval_steps_per_second: 39.643, epoch: 19.6957

[2023-04-13 17:02:45,941] [    INFO] -   epoch                    =    19.6957
[2023-04-13 17:02:45,941] [    INFO] -   train_loss               =     0.9758
[2023-04-13 17:02:45,942] [    INFO] -   train_runtime            = 0:00:45.91
[2023-04-13 17:02:45,942] [    INFO] -   train_samples_per_second =     19.602
[2023-04-13 17:02:45,942] [    INFO] -   train_steps_per_second   =      0.871

二分类时需要注意的问题

  • ModuleNotFoundError: No module named 'fast_tokenizer'
安装一下fast tokenizer
pip install --upgrade fast_tokenizer
  • 开启single_label时需要将运行脚本中的 metric_for_best_model 参数改为accuracy
metric_value = metrics[metric_to_check]
KeyError: 'eval_macro_f1'

4.1.2 多卡训练

如果在GPU环境中使用,可以指定gpus参数进行多卡训练:

# !python -u -m paddle.distributed.launch --gpus "0,1,2,3" run_train.py \
#     --device gpu \
#     --logging_steps 10 \
#     --save_steps 10 \
#     --eval_steps 10 \
#     --seed 1000 \
#     --model_name_or_path utc-base \
#     --output_dir ./checkpoint/model_best \
#     --dataset_path ./data/ \
#     --max_seq_length 512  \
#     --per_device_train_batch_size 2 \
#     --per_device_eval_batch_size 2 \
#     --gradient_accumulation_steps 8 \
#     --num_train_epochs 20 \
#     --learning_rate 1e-5 \
#     --do_train \
#     --do_eval \
#     --do_export \
#     --export_model_dir ./checkpoint/model_best \
#     --overwrite_output_dir \
#     --disable_tqdm True \
#     --metric_for_best_model macro_f1 \
#     --load_best_model_at_end  True \
#     --save_total_limit 1 \
#     --save_plm

该示例代码中由于设置了参数 --do_eval,因此在训练完会自动进行评估。

可配置参数说明:

  • single_label: 每条样本是否只预测一个标签。默认为False,表示多标签分类。
  • device: 训练设备,可选择 'cpu'、'gpu' 其中的一种;默认为 GPU 训练。
  • logging_steps: 训练过程中日志打印的间隔 steps 数,默认10。
  • save_steps: 训练过程中保存模型 checkpoint 的间隔 steps 数,默认100。
  • eval_steps: 训练过程中保存模型 checkpoint 的间隔 steps 数,默认100。
  • seed:全局随机种子,默认为 42。
  • model_name_or_path:进行 few shot 训练使用的预训练模型。默认为 "utc-base", 可选"utc-xbase", "utc-base", "utc-medium", "utc-mini", "utc-micro", "utc-nano", "utc-pico"。
  • output_dir:必须,模型训练或压缩后保存的模型目录;默认为 None
  • dataset_path:数据集文件所在目录;默认为 ./data/
  • train_file:训练集后缀;默认为 train.txt
  • dev_file:开发集后缀;默认为 dev.txt
  • max_seq_len:文本最大切分长度,包括标签的输入超过最大长度时会对输入文本进行自动切分,标签部分不可切分,默认为512。
  • per_device_train_batch_size:用于训练的每个 GPU 核心/CPU 的batch大小,默认为8。
  • per_device_eval_batch_size:用于评估的每个 GPU 核心/CPU 的batch大小,默认为8。
  • num_train_epochs: 训练轮次,使用早停法时可以选择 100;默认为10。
  • learning_rate:训练最大学习率,UTC 推荐设置为 1e-5;默认值为3e-5。
  • do_train:是否进行微调训练,设置该参数表示进行微调训练,默认不设置。
  • do_eval:是否进行评估,设置该参数表示进行评估,默认不设置。
  • do_export:是否进行导出,设置该参数表示进行静态图导出,默认不设置。
  • export_model_dir:静态图导出地址,默认为None。
  • overwrite_output_dir: 如果 True,覆盖输出目录的内容。如果 output_dir 指向检查点目录,则使用它继续训练。
  • disable_tqdm: 是否使用tqdm进度条。
  • metric_for_best_model:最优模型指标, UTC 推荐设置为 macro_f1,默认为None。
  • load_best_model_at_end:训练结束后是否加载最优模型,通常与metric_for_best_model配合使用,默认为False。
  • save_total_limit:如果设置次参数,将限制checkpoint的总数。删除旧的checkpoints 输出目录,默认为None。
  • --save_plm:保存模型进行推理部署

4.2 模型评估

通过运行以下命令进行模型评估预测:

!python run_eval.py \
    --model_path ./checkpoint/model_best \
    --test_path ./data/test.txt \
    --per_device_eval_batch_size 16 \
    --max_seq_len 512 \
    --output_dir ./checkpoint_test

测试结果

[2023-04-13 17:06:59,413] [    INFO] -   test_loss               =     1.6392
[2023-04-13 17:06:59,413] [    INFO] -   test_macro_f1           =     0.8167
[2023-04-13 17:06:59,413] [    INFO] -   test_micro_f1           =     0.9394
[2023-04-13 17:06:59,413] [    INFO] -   test_runtime            = 0:00:00.87
[2023-04-13 17:06:59,413] [    INFO] -   test_samples_per_second =      6.835
[2023-04-13 17:06:59,413] [    INFO] -   test_steps_per_second   =      1.139

可配置参数说明:

  • model_path: 进行评估的模型文件夹路径,路径下需包含模型权重文件model_state.pdparams及配置文件model_config.json
  • test_path: 进行评估的测试集文件。
  • per_device_eval_batch_size: 批处理大小,请结合机器情况进行调整,默认为16。
  • max_seq_len: 文本最大切分长度,输入超过最大长度时会对输入文本进行自动切分,默认为512。
  • single_label: 每条样本是否只预测一个标签。默认为False,表示多标签分类。

4.3模型预测

paddlenlp.Taskflow装载定制模型,通过task_path指定模型权重文件的路径,路径下需要包含训练好的模型权重文件model_state.pdparams

!pip install onnxruntime-gpu onnx onnxconverter-common
!pip install paddle2onnx
#如果出现这个报错 local variable 'paddle2onnx' referenced before assignment ,请安装上述库onnx 的包需要安装
#中途出现一些警告可以忽视
from pprint import pprint
from paddlenlp import Taskflow
schema = ["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议", "疾病表述", "后果表述", "注意事项", "功效作用", "医疗费用", "其他"]
# my_cls = Taskflow("zero_shot_text_classification", model="utc-base", schema=schema, task_path='/home/aistudio/checkpoint/model_best/plm', precision="fp16")
my_cls = Taskflow("zero_shot_text_classification", model="utc-base", schema=schema, task_path='/home/aistudio/checkpoint/model_best/plm')
#支持FP16半精度推理加速,需要安装onnx
pprint(my_cls(["老年斑为什么都长在面部和手背上","老成都市哪家内痔医院比较好怎么样最好?","中性粒细胞比率偏低"]))
[2023-04-14 11:45:11,057] [    INFO] - We are using  to load 'utc-base'.
[2023-04-14 11:45:11,059] [    INFO] - Already cached /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/utc_base_vocab.txt
[2023-04-14 11:45:11,083] [    INFO] - tokenizer config file saved in /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/tokenizer_config.json
[2023-04-14 11:45:11,085] [    INFO] - Special tokens file saved in /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/special_tokens_map.json
[2023-04-14 11:45:11,088] [    INFO] - Assigning ['[O-MASK]'] to the additional_special_tokens key of the tokenizer


[{'predictions': [{'label': '病因分析', 'score': 0.7360146263899581}],
  'text_a': '老年斑为什么都长在面部和手背上'},
 {'predictions': [{'label': '就医建议', 'score': 0.9940570944549809}],
  'text_a': '老成都市哪家内痔医院比较好怎么样最好?'},
 {'predictions': [{'label': '指标解读', 'score': 0.6683004187689248}],
  'text_a': '中性粒细胞比率偏低'}]


from pprint import pprint
from paddlenlp import Taskflow
schema = ["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议", "疾病表述", "后果表述", "注意事项", "功效作用", "医疗费用", "其他"]
my_cls = Taskflow("zero_shot_text_classification", model="utc-base", schema=schema)
pprint(my_cls(["老年斑为什么都长在面部和手背上","老成都市哪家内痔医院比较好怎么样最好?","中性粒细胞比率偏低"]))
[2023-04-14 11:45:20,869] [    INFO] - We are using  to load 'utc-base'.
[2023-04-14 11:45:20,872] [    INFO] - Already cached /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/utc_base_vocab.txt
[2023-04-14 11:45:20,897] [    INFO] - tokenizer config file saved in /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/tokenizer_config.json
[2023-04-14 11:45:20,900] [    INFO] - Special tokens file saved in /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/special_tokens_map.json
[2023-04-14 11:45:20,903] [    INFO] - Assigning ['[O-MASK]'] to the additional_special_tokens key of the tokenizer


[{'predictions': [], 'text_a': '老年斑为什么都长在面部和手背上'},
 {'predictions': [{'label': '就医建议', 'score': 0.9283481315032535},
                  {'label': '其他', 'score': 0.5083715719139965}],
  'text_a': '老成都市哪家内痔医院比较好怎么样最好?'},
 {'predictions': [{'label': '其他', 'score': 0.9437889944553786}],
  'text_a': '中性粒细胞比率偏低'}]

4.3.1 预测结果对比

模型 文本 预测结果 评估得分
utc-base 老年斑为什么都长在面部和手背上 ---
utc-base 老成都市哪家内痔医院比较好怎么样最好? 就医建议/其他 0.92/0.51
utc-base 中性粒细胞比率偏低 其他 0.94
utc-base+微调 老年斑为什么都长在面部和手背上 病因分析 0.73
utc-base+微调 老成都市哪家内痔医院比较好怎么样最好? 就医建议 0.99
utc-base+微调 中性粒细胞比率偏低 指标解读 0.66

明显可以看到在通过样本训练后,在test测试的结果小样本本微调的结果显著提升

4.3.2 各个模型见对比

Micro F1更关注整个数据集的性能,而Macro F1更关注每个类别的性能。

医疗意图分类数据集 KUAKE-QIC 验证集 zero-shot 实验指标和小样本下训练对比:

| | Macro F1 | Micro F1 | 微调后 Macro F1 |微调后 Micro F1 |
| :--------: | :--------: | :--------: | :--------: | :--------: |
| utc-xbase | 66.30 | 89.67 | | |
| utc-base | 64.13 | 89.06 |81.67(+17.54)|93.94 (+4.88)|
| utc-medium | 69.62 | 89.15 || |
| utc-micro | 60.31 | 79.14 || |
| utc-mini | 65.82 | 89.82 || |
| utc-nano | 62.03 | 80.92 || |
| utc-pico | 53.63 | 83.57 || |

其余模型就不一一验证了,感兴趣同学自行验证。

5.模型部署

目前 UTC 模型提供基于多种部署方式,包括基于 FastDeploy 的本地 Python 部署以及 PaddleNLP SimpleServing 的服务化部署。

5.1 FastDeploy UTC 模型 Python 部署示例

以下示例展示如何基于 FastDeploy 库完成 UTC 模型完成通用文本分类任务的 Python 预测部署,可通过命令行参数--device以及--backend指定运行在不同的硬件以及推理引擎后端,并使用--model_dir参数指定运行的模型。模型目录为 application/zero_shot_text_classification/checkpoint/model_best(用户可按实际情况设置)。

在部署前,参考 FastDeploy SDK 安装文档安装 FastDeploy Python SDK。

本目录下提供 infer.py 快速完成在 CPU/GPU 的通用文本分类任务的 Python 部署示例。

  • 依赖安装

直接执行以下命令安装部署示例的依赖。

# 安装 fast_tokenizer 以及 GPU 版本 fastdeploy
pip install fast-tokenizer-python fastdeploy-gpu-python -f https://www.paddlepaddle.org.cn/whl/fastdeploy.html

以下示例展示如何基于 FastDeploy 库完成 UTC 模型进行文本分类任务的 Python 预测部署,可通过命令行参数--device以及--backend指定运行在不同的硬件以及推理引擎后端,并使用--model_dir参数指定运行的模型,具体参数设置可查看下面[参数说明])。示例中的模型是按照 [UTC 训练文档]导出得到的部署模型,其模型目录为 application/zero_shot_text_classification/checkpoint/model_best(用户可按实际情况设置)。

# CPU 推理
python /home/aistudio/deploy/python/infer.py--model_dir /home/aistudio/checkpoint/model_best --device cpu
# GPU 推理
python /home/aistudio/deploy/python/infer.py --model_dir /home/aistudio/checkpoint/model_best --device gpu

运行完成后返回的结果如下:

零样本文本分类应用:基于UTC的医疗意图多分类,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程。_第12张图片

  • 参数说明
参数 参数说明
--model_dir 指定部署模型的目录,
--batch_size 输入的batch size,默认为 1
--max_length 最大序列长度,默认为 128
--num_omask_tokens 最大标签数量,默认为64
--device 运行的设备,可选范围: ['cpu', 'gpu'],默认为'cpu'
--device_id 运行设备的id。默认为0。
--cpu_threads 当使用cpu推理时,指定推理的cpu线程数,默认为1。
--backend 支持的推理后端,可选范围: ['onnx_runtime', 'paddle', 'tensorrt', 'paddle_tensorrt'],默认为'paddle'
--use_fp16 是否使用FP16模式进行推理。使用tensorrt和paddle_tensorrt后端时可开启,默认为False
  • FastDeploy 高阶用法

FastDeploy 在 Python 端上,提供 fastdeploy.RuntimeOption.use_xxx() 以及 fastdeploy.RuntimeOption.use_xxx_backend() 接口支持开发者选择不同的硬件、不同的推理引擎进行部署。在不同的硬件上部署 UTC 模型,需要选择硬件所支持的推理引擎进行部署,下表展示如何在不同的硬件上选择可用的推理引擎部署 UTC 模型。

符号说明: (1) ✅: 已经支持; (2) ❔: 正在进行中; (3) N/A: 暂不支持;

硬件 硬件对应的接口 可用的推理引擎 推理引擎对应的接口 是否支持 Paddle 新格式量化模型 是否支持 FP16 模式
CPU use_cpu() Paddle Inference use_paddle_infer_backend() N/A
ONNX Runtime use_ort_backend() N/A
GPU use_gpu() Paddle Inference use_paddle_infer_backend() N/A
ONNX Runtime use_ort_backend()
Paddle TensorRT use_paddle_infer_backend() + paddle_infer_option.enable_trt = True
TensorRT use_trt_backend()
昆仑芯 XPU use_kunlunxin() Paddle Lite use_paddle_lite_backend() N/A
华为 昇腾 use_ascend() Paddle Lite use_paddle_lite_backend()
Graphcore IPU use_ipu() Paddle Inference use_paddle_infer_backend() N/A
# !pip install --user fast-tokenizer-python fastdeploy-gpu-python -f https://www.paddlepaddle.org.cn/whl/fastdeploy.html
#比较大1.4G 去终端安装

在notebook执行出现问题,可能需要本地对fastdeploy应用调试,或者有小伙伴解决了可以再评论区发表一下,一起解决。

  1. 在studio 目前显示是安装成功了,但是初始化是失败的
  File "/home/aistudio/.data/webide/pip/lib/python3.7/site-packages/fastdeploy/c_lib_wrap.py", line 166, in 
    raise RuntimeError("FastDeploy initalized failed!")
RuntimeError: FastDeploy initalized failed!
  1. 在本地测试模型使用了utc-pico,cpu情况下调试。

效果如下:

零样本文本分类应用:基于UTC的医疗意图多分类,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程。_第13张图片

记得修改infer文件对应的预测内容

    predictor = Predictor(args, schema=["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议", "疾病表述", "后果表述", "注意事项", "功效作用", "医疗费用", "其他"])
    results = predictor.predict(["月经期间刮痧拔罐会引起身体什么","老年斑为什么都长在面部和手背上","成都市哪家内痔医院比较好怎么样最好?","中性粒细胞比率偏低"])

推理:模型目录需要包含:model.pdmodel等文件

5.2 SimpleServing 的服务化部署

在 UTC 的服务化能力中我们提供基于PaddleNLP SimpleServing 来搭建服务化能力,通过几行代码即可搭建服务化部署能力。

  • 环境准备

使用有SimpleServing功能的PaddleNLP版本(或者最新的develop版本)

pip install paddlenlp >= 2.5.0
  • Server服务启动

进入文件当前所在路径

paddlenlp server server:app --workers 1 --host 0.0.0.0 --port 8190
  • Client请求启动
python client.py
  • 服务化自定义参数

    • Server 自定义参数
    • schema替换
# Default schema
schema = ["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议", "疾病表述", "后果表述", "注意事项", "功效作用", "医疗费用", "其他"]
* 设置模型路径
# Default task_path
utc = Taskflow("zero_shot_text_classification", model="utc-base", task_path="../../checkpoint/model_best/plm", schema=schema)
* 多卡服务化预测

PaddleNLP SimpleServing 支持多卡负载均衡预测,主要在服务化注册的时候,注册两个Taskflow的task即可,下面是示例代码

utc1 = Taskflow("zero_shot_text_classification", model="utc-base", task_path="../../checkpoint/model_best", schema=schema)
utc2 = Taskflow("zero_shot_text_classification", model="utc-base", task_path="../../checkpoint/model_best", schema=schema)
service.register_taskflow("taskflow/utc", [utc1, utc2])
  • 更多配置
from paddlenlp import Taskflow
schema = ["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议", "疾病表述", "后果表述", "注意事项", "功效作用", "医疗费用", "其他"]
utc = Taskflow("zero_shot_text_classification",
                   schema=schema,
                   model="utc-base",
                   max_seq_len=512,
                   batch_size=1,
                   pred_threshold=0.5,
                   precision="fp32")
  • schema:定义任务标签候选集合。
  • model:选择任务使用的模型,默认为utc-base, 可选有utc-xbase, utc-base, utc-medium, utc-micro, utc-mini, utc-nano, utc-pico
  • max_seq_len:最长输入长度,包括所有标签的长度,默认为512。
  • batch_size:批处理大小,请结合机器情况进行调整,默认为1。
  • pred_threshold:模型对标签预测的概率在0~1之间,返回结果去掉小于这个阈值的结果,默认为0.5。
  • precision:选择模型精度,默认为fp32,可选有fp16fp32fp16推理速度更快。如果选择fp16,请先确保机器正确安装NVIDIA相关驱动和基础软件,确保CUDA>=11.2,cuDNN>=8.1.1,初次使用需按照提示安装相关依赖。其次,需要确保GPU设备的CUDA计算能力(CUDA Compute Capability)大于7.0,典型的设备包括V100、T4、A10、A100、GTX 20系列和30系列显卡等。更多关于CUDA Compute Capability和精度支持情况请参考NVIDIA文档:GPU硬件与支持精度对照表

    • Client 自定义参数
# Changed to input texts you wanted
texts = ["中性粒细胞比率偏低"]
%cd /home/aistudio/deploy/simple_serving
!paddlenlp server server:app --workers 1 --host 0.0.0.0 --port 8190
#Error loading ASGI app. Could not import module "server".
#去终端执行即可
/home/aistudio/deploy/simple_serving
[2023-04-13 18:26:51,839] [    INFO] - starting to PaddleNLP SimpleServer...
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] - The PaddleNLP SimpleServer is starting, backend component uvicorn arguments as follows:
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [host]=0.0.0.0
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [port]=8190
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [log_level]=None
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [workers]=1
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [limit_concurrency]=None
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [limit_max_requests]=None
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [timeout_keep_alive]=15
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [app_dir]=/home/aistudio/deploy/simple_serving
[2023-04-13 18:26:51,840] [    INFO] -    the starting argument [reload]=False
[2023-04-13 18:26:52,037] [    INFO] - We are using  to load 'utc-base'.
[2023-04-13 18:26:52,038] [    INFO] - Already cached /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/utc_base_vocab.txt
[2023-04-13 18:26:52,067] [    INFO] - tokenizer config file saved in /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/tokenizer_config.json
[2023-04-13 18:26:52,067] [    INFO] - Special tokens file saved in /home/aistudio/.paddlenlp/models/utc-base/special_tokens_map.json
[2023-04-13 18:26:52,069] [    INFO] - Assigning ['[O-MASK]'] to the additional_special_tokens key of the tokenizer
[2023-04-13 18:26:55,628] [    INFO] -    Taskflow  request [path]=/taskflow/utc is genereated.
INFO:     Started server process [1718]
INFO:     Waiting for application startup.
INFO:     Application startup complete.
INFO:     Uvicorn running on http://0.0.0.0:8190 (Press CTRL+C to quit)
^C
INFO:     Shutting down
INFO:     Waiting for application shutdown.
INFO:     Application shutdown complete.
INFO:     Finished server process [1718]

在notebook如果不行,可以直接进入终端进行调试,需要注意的是要在同一个路径下不然会报错

零样本文本分类应用:基于UTC的医疗意图多分类,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程。_第14张图片

零样本文本分类应用:基于UTC的医疗意图多分类,打通数据标注-模型训练-模型调优-预测部署全流程。_第15张图片

# Save at server.py
from paddlenlp import SimpleServer, Taskflow

schema = ["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议"]
utc = Taskflow("zero_shot_text_classification",
               model="utc-base",
               schema=schema,
               task_path="/home/aistudio/checkpoint/model_best/plm",
               precision="fp32")
app = SimpleServer()
app.register_taskflow("taskflow/utc", utc)
# %cd /home/aistudio/deploy/simple_serving
!python client.py

6.总结

原项目链接:

https://blog.csdn.net/sinat_39620217/article/details/130237035

原文文末含码源以及地址

Macro F1和Micro F1都是评估分类模型性能的指标,但是它们计算方式不同。

  • Macro F1是每个类别的F1值的平均值,不考虑类别的样本数。它适用于数据集中各个类别的样本数量相近的情况下,可以更好地反映每个类别的性能。
  • Micro F1是所有类别的F1值的加权平均,其中权重为每个类别的样本数。它将所有类别的预测结果汇总为一个混淆矩阵,并计算出整个数据集的精确率、召回率和F1值。Micro F1适用于多分类问题,尤其是在数据集不平衡的情况下,可以更好地反映整体的性能。

总之,Micro F1更关注整个数据集的性能,而Macro F1更关注每个类别的性能。

医疗意图分类数据集 KUAKE-QIC 验证集 zero-shot 实验指标和小样本下训练对比:

| | Macro F1 | Micro F1 | 微调后 Macro F1 |微调后 Micro F1 |
| :--------: | :--------: | :--------: | :--------: | :--------: |
| utc-xbase | 66.30 | 89.67 | | |
| utc-base | 64.13 | 89.06 |81.67(+17.54)|93.94 (+4.88)|
| utc-medium | 69.62 | 89.15 || |
| utc-micro | 60.31 | 79.14 || |
| utc-mini | 65.82 | 89.82 || |
| utc-nano | 62.03 | 80.92 || |
| utc-pico | 53.63 | 83.57 || |

## 6.1 更多任务适配

PaddleNLP结合文心ERNIE,基于UTC技术开源了首个面向通用文本分类的产业级技术方案。对于简单任务,通过调用 paddlenlp.Taskflow API ,仅用三行代码即可实现零样本(Zero-shot)通用文本分类,可支持情感分析、意图识别、语义匹配、蕴含推理等各种可转换为分类问题的NLU任务。仅使用一个模型即可同时支持多个任务,便捷高效!

from pprint import pprint
from paddlenlp import Taskflow
# 情感分析
cls = Taskflow("zero_shot_text_classification", schema=["这是一条好评", "这是一条差评"])
cls("房间干净明亮,非常不错")
>>>
[{'predictions': [{'label': '这是一条好评', 'score': 0.9695149765679986}], 
'text_a': '房间干净明亮,非常不错'}]

# 意图识别
schema = ["病情诊断", "治疗方案", "病因分析", "指标解读", "就医建议", "疾病表述", "后果表述", "注意事项", "功效作用", "医疗费用", "其他"]
pprint(cls("先天性厚甲症去哪里治"))
>>>
[{'predictions': [{'label': '就医建议', 'score': 0.9628814210597645}], 
'text_a': '先天性厚甲症去哪里治'}]

# 语义相似度
cls = Taskflow("zero_shot_text_classification", schema=["不同", "相同"])
pprint(cls([["怎么查看合同", "从哪里可以看到合同"], ["为什么一直没有电话来确认借款信息", "为何我还款了,今天却接到客服电话通知"]]))
>>>
[{'predictions': [{'label': '相同', 'score': 0.9775065319076257}],
'text_a': '怎么查看合同',
'text_b': '从哪里可以看到合同'},
 {'predictions': [{'label': '不同', 'score': 0.9918983379165037}],
'text_a': '为什么一直没有电话来确认借款信息',
'text_b': '为何我还款了,今天却接到客服电话通知'}]

# 蕴含推理
cls = Taskflow("zero_shot_text_classification", schema=["中立", "蕴含", "矛盾"])
pprint(cls([["一个骑自行车的人正沿着一条城市街道朝一座有时钟的塔走去。", "骑自行车的人正朝钟楼走去。"],
          ["一个留着长发和胡须的怪人,在地铁里穿着一件颜色鲜艳的衬衫。", "这件衬衫是新的。"],
          ["一个穿着绿色衬衫的妈妈和一个穿全黑衣服的男人在跳舞。", "两人都穿着白色裤子。"]]))
>>>
[{'predictions': [{'label': '蕴含', 'score': 0.9944843058584897}], 
'text_a': '一个骑自行车的人正沿着一条城市街道朝一座有时钟的塔走去。',
'text_b': '骑自行车的人正朝钟楼走去。'},
 {'predictions': [{'label': '中立', 'score': 0.6659998351201399}], 
'text_a': '一个留着长发和胡须的怪人,在地铁里穿着一件颜色鲜艳的衬衫。',
'text_b': '这件衬衫是新的。'},
 {'predictions': [{'label': '矛盾', 'score': 0.9270557883904931}], 
'text_a': '一个穿着绿色衬衫的妈妈和一个穿全黑衣服的男人在跳舞。',
'text_b': '两人都穿着白色裤子。'}]

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