Zero-Shot 场景下的信息结构化提取测试

Zero-Shot学习下的信息结构化提取技术探析
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本文探讨Zero-Shot场景下信息结构化提取,利用预训练语言模型解决无目标领域标注数据的问题。主要介绍了基于模板和迁移学习的两种方法,前者依赖规则定义,后者借助大规模无标注数据预训练和微调实现领域迁移。随着深度学习发展,该领域有望出现更多创新技术。

信息结构化提取是自然语言处理领域的重要任务之一,其目标是从非结构化的文本中提取出有意义的结构化信息。近年来,随着深度学习的发展,特别是预训练语言模型的兴起,信息结构化提取在零样本学习(Zero-Shot Learning)场景下的研究变得越来越重要。本文将探讨在 Zero-Shot 场景下进行信息结构化提取的方法,并提供相应的源代码。

一、Zero-Shot 信息结构化提取的背景与挑战

在传统的信息结构化提取任务中,通常需要大量的标注数据来训练模型,以便学习从文本中提取结构化信息的能力。然而,在实际应用中,往往面临着数据稀缺或者领域迁移的问题,这就导致了传统方法的局限性。而 Zero-Shot 信息结构化提取任务则在没有目标领域标注数据的情况下,通过利用预训练语言模型的能力来解决这一问题。

Zero-Shot 信息结构化提取的挑战主要包括以下几点:

  1. 零样本学习:在没有目标领域标注数据的情况下,如何利用已有的预训练语言模型进行信息结构化提取是一个关键问题。

  2. 结构化信息定义:不同的结构化信息可能需要不同的定义和提取方法,如何将结构化信息定义形式化,并进行有效的提取是一个挑战。

  3. 领域迁移:如何将已有的预训练语言模型迁移到目标领域,并利用其语义理解能力进行信息提取是一个重要的问题。

二、Zero-Shot 信息结构化提取的方法

针对上述挑战,研究者们提出了一些方法来解决 Zero-Shot 信息结构化提取任务。下面将介绍两种常见的方法:

  1. 基于模板的方法:这种方法通过定义一些模板规则来提取结构化信息。模板可以是一些规则表达式,也可以是
### Zero-Shot Learning 方法介绍 Zero-shot learning (零样本学习) 是一种特殊的机器学习范式,其核心目标是在没有任何标记数据的情况下完成对未知类别的预测或分类任务[^1]。这种技术的核心在于利用已知类别之间的语义关系或者属性描述来推断未知类别的特征。例如,在图像识别领域,如果模型已经学会了“狗”的概念以及“飞行”的动作含义,则可以通过组合这些已有知识去推测什么是“会飞的狗”这一未曾见过的新类别。 #### 技术实现原理 在 zero-shot 学习中,通常采用的方法是通过引入辅助信息(如属性向量、词嵌入或其他形式的知识表示),建立源域(seen classes)与目标域(unseen classes)之间桥梁。TransZero 提出了 attribute-guided transformer 的架构,进一步增强了跨模态间的信息传递效率和表达能力[^2]。这种方法不仅依赖于视觉特征提取网络的强大表征力,还融合了自然语言处理领域的最新成果,使得模型能够更好地捕捉到不同类别间的潜在关联性。 另外一个重要方面涉及到了图神经网络的应用——通过对节点及其边权重的设计模拟实体间的关系结构,从而促进更深层次的理解过程发生。比如 Compositional Zero-Shot Learning 开源项目就采用了类似的思路,并提出了新的图嵌入策略专门用于解决复杂组合型问题[^4]。 --- ### 应用场景分析 由于不需要额外收集大规模标注数据集即可扩展至全新领域的能力,zero-shot learning 已经被成功应用于多个重要方向: 1. **多模态理解** - 图像识别系统可以借助此技术快速适应新类型的对象检测需求。例如,“蓝色汽车”作为一个复合概念可能并未出现在原始训练集中;然而凭借先前积累的经验加上适当引导机制作用下仍可做出合理判断。 2. **智能交互服务优** - 虚拟助手可以根据用户提出的个性查询条件筛选资源。“查找由克里斯托弗·诺兰执导且属于科幻题材的一部影片”,即使这类特定搭配不曾显式呈现给算法本身也无妨达成预期效果。 3. **医疗诊断支持工具开发** - 当面对罕见疾病时,传统监督模式往往因为缺乏足够的病例资料难以奏效。而运用 zero-shot 思路则有可能突破此类局限性,仅需依靠现有医学常识体系即能尝试给出初步建议方案。 ```python import torch from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForSequenceClassification tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("bert-base-uncased") model = AutoModelForSequenceClassification.from_pretrained("bert-base-uncased") def predict_zero_shot(texts, labels): inputs = tokenizer(list(labels), truncation=True, padding=True, return_tensors="pt") outputs = model(**inputs) probs = torch.nn.functional.softmax(outputs.logits, dim=-1).detach().numpy() results = [] for text in texts: input_ids = tokenizer.encode_plus( text, add_special_tokens=True, max_length=50, pad_to_max_length=True, return_attention_mask=True, return_tensors='pt' ) output = model(input_ids['input_ids']) result = {label: prob.item() for label, prob in zip(labels, output.logits[0])} results.append(result) return results texts = ["A red hat", "An airplane flying"] labels = ["red", "hat", "flying"] predictions = predict_zero_shot(texts, labels) print(predictions) ``` 上述代码片段展示了一个简单的基于 BERT 实现的 zero-shot 文本分类器例子,它可以评估输入句子相对于一组候选标签的相关程度。 ---
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