预训练相关知识

1、上下文无关语义表示方式存在问题

     语义不同的词具有相同的表示，（apple 电子产品苹果/水果苹果）

     容易出现oov问题

2、神经语言编码器

2.1、序列模型

       cnn/rnn等，捕获局部信息和序列依赖信息，无法捕获长距离依赖。易训练

2.2、非序列模型

      树/图模型，transformer等，参数较多，难训练；表达能力较强，但需要大量的训练语料

3、预训练模型的引入原因

3.1、标注数据有限

3.2、无标签数据可以学习到通用数据的表示，用来初始化模型，加快特定任务的收敛

3.3、防止在小样本标注数据中模型过拟合

4、预训练任务

4.1、mlm：通常可以堪看成为类别为词汇量｜V｜大小的分类；由于pretrain和fine-tuning不一致，在预训练的过程中采用了比较trick的方式，80%的采用[mask],10%随机token，10%原来的token，例如bert

4.2、seq2seq mlm：被mask的token先扔给encoder，encoder再通过decoder进行解码，生产一个句子，mass、t5就是这些方式。

4.3、动态mlm：动态掩码的方式，每次构建min-batch时，动态构建sampling一次，确定需要sample的对象，例如RoBERTa

4.4、unified ml:包含双向mlm、单向ml、seq2seq ml

4.5、XLMs： 即cross-lingual language models（包含mlm和tlms两个任务），在一个双语序列上执行MLM；特别的，其TLMs (translation LMs)把一个parallel sentence 串接起来，扔给BERT。类似于输入的序列为“[/s] 我 爱 你 [/s] I love you [/s]”。

4.6、SpanBERT：sbo+mlm语言模型，一个span的掩码语言模型，span大小由几何分布的期望多次采样决定，span论文中的大小为4.4左右。类似于enire（实体掩码）和wwm bert（整个词全部掩码）；无type embedding和nsp任务

4.7、structbert：nsp和sop的结合，预测上个句子/下个句子/随机句子三分类问题；一个span内随机打乱次的顺序，在已知词的情况下，预测词正确位置的概率。

4.8、xnet：，解决pretrain和fine-tuning的鸿沟，排序语言模型Permuted Language Modeling (PLM)被提出，PLM中，排列顺序是从输入文本中的所有可能的token排列中随机抽取的排列。选择一些目标token，依据排列顺序中目标token前的字符和输入文本原本顺序的自然位置，训练模型（引入two-stream self-attention 机制，实际中，由于收敛速度较慢，仅选择排列序列中的最后几个token作为目标token）。

4.9、dae:DAE 将输入部分的损坏(corrupted)，模型目标是恢复成原始的未失真的输入 (MLM 属于一种DAE)。DAE应该不限于BART以下几种方法损坏输入：1)、Token Masking: 从输入中随机采样token，并用【MASK】替换，类似 MLM；2）、Token Deletion: 从输入中随机删除token，输出需确定删除token的位置；3）、Text Infilling: 类似SpanBERT，对多个文本跨度进行采样并替换为单个[MASK]令牌。4）、Sentence Permutation: 根据句号将文档分为多个句子，然后将这些句子随机排列。5）、Document Rotation: 均匀地选择一个token并旋转，以便从该token开始。此任务训练模型识别开始位置。

BART期望可以应用任何的预训练目标，实现NLP中NLU、NLG两大类任务的统一模型

4.10、CTL：CTL核心思想是 通过比较来学习(learning by comparison)。与LM相比，CTL通常具有较少的计算复杂性，比较受欢迎。最小化x，与正负样本y+，y-的负项距离。

4.11、Deep InfoMax (DIM)：序列的全局表示形式定义为上下文编码器 输出的第一个token的隐状态。DIM的目的是计算得到的 比 大， 其中  为从 i 到 j的n-gram，  为被mask的序列，  为随机的负样本。n-gram中的span 是从高斯分布 N(5,1) 中采样，并截取长度为1~10的值。

4.12、Replaced Token Detection (RTD)：RTD是通过上下文预测token 是否被替换。

ELECTRA 模型利用一个generator G 和一个 discriminator D 网络，采用两部策略对其进行训练：step1：仅对 G 网络 进行MLM任务训练；step2：用G 的权重初始化D， 然后将G frozen，而D去判断G输出中，每个token是否被替换过，下游任务采用D网络 fine-tune。这里用G来生成的反例，相比随机生成的反例，能大大提高任务难度。

当然此任务同样有pre-training 和 fine-tune不匹配的问题。

4.13、nsp任务：NSP任务目标是判断两个输入句子是否是连续的，以此学习两个句子之间的关系，从而使双句子形式的下游任务受益，例如QA和NLI任务。 构造数据集时，第二个句子有50%的概率是第一个句子实际的下一个句子，50％是随机的句子。

4.14、Sentence Order Prediction (SOP)：SOP使用同一文档中的两个连续片段作为正例；使用两个连续片段，但顺序互换为反例。为了更好地建模句子之间的连贯性，ALBERT 采用SOP 来代替了 NSP。ALBERT 认为 NSP 将 topic prediction 和 coherence prediction糅合到了一个任务中。 因此该数据集构造情况下，模型仅仅是依靠了较容易的任务：topic prediction 就实现了分类。

5、模型对应的损失函数

6、模型对应的语料、参数量、性能

7、参考文献

NLP中预训练模型的综述I[深度长文-慎点] - 知乎 （预训练综述文章）

SpanBert：对 Bert 预训练的一次深度探索 - 知乎  （spanbert）

https://arxiv.org/pdf/2003.08271.pdf (21年前预训练模型的综述论文)

NLP预训练模型分类及预训练任务 - 知乎  （与这篇论文对应https://arxiv.org/pdf/2003.08271.pdf）