构建自己模型的Tokenizer

今天阅读别人写的开源代码,学到了如何编写自己的Tokenizer,自己添加special_token,自己定义special_token的token_id。(仅适用于T5类型,使用SentencePiece模型训练出来的分词方法,对于Bert这种WordPiece的分词,不适用)

首先,我们有这样一个任务,需要有一个在基本此表的基础上,添加特殊令牌"<loc_*>"其中*从0-100。然后token_id就往后排,比如原来的此表有100个,最大的id是99,现在加了100个特殊令牌之后,此表变成了200个,"<loc_0>"的id是100,...,"<loc_99>"的id是199这样。

要自定义Tokenizer肯定是要有个父类的,如果用PretrainedTokenizer的话,里面的方法比如,vocab_size,get_vocab, _tokenize,_convert_token_to_id,_convert_id_to_token等几个关键的方法是需要根据自己的要求自定义的,其他的Tokenizer其实也是这么重写然后实现的,比如T5Tokenizer,可以去借鉴他们的写法然后改成自己的。

因为我们的任务比较简单,我们可以继承T5Tokenizer,只重写里面的部分方法。

首先,导入必要的库:

from transformers import T5Tokenizer
import sentencepiece as spm

下载所需要的预训练好的分词模型,可以去huggingface上下载,比如去https://huggingface.co/google-t5/t5-small/tree/main,里面有个叫spiece.mode

<think>好的,我现在需要回答用户关于大模型tokenizer的实现方式及其与参数隔离训练的关系的问题。首先,我需要回忆一下之前用户的问题和我的回答,以及用户现在提供的引用内容。用户之前的问题是关于大模型参数隔离训练的实现方式,我详细介绍了独立参数服务器架构、适配器层、LoRA、掩码梯度路由等技术。现在用户的新问题是关于tokenizer的实现以及它与参数隔离训练的关系,同时用户提供了三个引用,涉及多模态融合、Time-LLM的结构以及加载GPT模型的代码示例。首先,我需要明确tokenizer的基本概念和实现方式。Tokenizer负责将原始文本转换为模型可以处理的tokenID序列。常见的实现包括基于词、子词(如BPE、WordPiece)或字符的分词方法。例如,GPT使用的是BPE,而BERT使用WordPiece。接下来,考虑tokenizer的实现步骤。可能需要包括分词算法的选择、词汇表的构建、特殊token的处理(如[CLS]、[SEP])、以及处理不同语言或模态时的适配。例如,多模态模型可能需要对齐不同模态的数据,如引用[1]提到的数据预处理步骤,包括对齐和格式转换,这可能影响tokenizer的设计。然后,分析tokenizer与参数隔离训练的关系。参数隔离训练主要涉及模型参数的划分和更新控制,而tokenizer通常是预处理步骤,不涉及模型参数。不过,可能存在一些关联点:比如在多模态或多任务场景中,不同模态或任务可能需要不同的tokenizer处理,而参数隔离训练可能需要处理这些不同的输入。例如,引用[1]提到多模态融合使用共享参数减少过拟合,这可能与参数隔离中的共享-私有结构有关。此外,如果不同任务使用不同的分词策略,参数隔离可能需要调整不同部分的模型参数,如适配器层或LoRA模块,以适应不同的token分布。 另外,引用[2]提到的Time-LLM中的跨模态适应和对齐,可能需要tokenizer处理时间序列数据,将其转换为LLM可理解的token,这里可能涉及参数隔离中的跨模态参数调整。例如,使用适配器或LoRA来调整LLM以处理时间序列数据,同时保持主干参数不变,实现参数隔离。引用[3]中的代码示例展示了加载预训练模型和分词器,这说明tokenizer模型参数是分开加载的。在参数隔离训练中,可能需要不同的分词处理流程对应不同的参数分区,例如用户特定的分词处理对应独立的参数服务器分区,如之前提到的独立参数服务器架构。需要确保回答中正确使用LaTeX格式,例如分词算法的数学表达式,如BPE的合并步骤可以用$merge(vocab)$表示,WordPiece的概率计算$p(token1,token2) =\frac{count(token1, token2)}{count(token1)* count(token2)}$等。可能还需要讨论tokenizer在多任务或多用户场景中对参数隔离的影响,例如不同用户可能有不同的词汇表扩展,如何通过参数隔离避免相互干扰。或者,在联邦学习中,不同客户端的数据分词方式不同,参数隔离如何适应这种情况。 总结,回答的结构应包括:Tokenizer的实现方式(子词方法、处理流程)、与参数隔离训练的关联点(多任务分词差异、参数模块适配、跨模态处理),以及相关引用内容的整合。同时生成相关问题,如tokenizer优化方法、参数隔离中的分词挑战等。</think>### 大模型Tokenizer实现方式与参数隔离训练的关联 #### 一、Tokenizer核心实现方式 1. **子词分词算法** - **Byte-Pair Encoding (BPE)** 通过迭代合并高频字符对构建词汇表,例如: $$ merge(vocab) = \arg\max_{(a,b)} count(a,b) $$ 应用于GPT系列模型[^3]。 - **WordPiece** 基于概率合并子词单元,选择合并后语言模型概率最大的组合: $$ p(token1, token2) = \frac{count(token1, token2)}{count(token1) \cdot count(token2)} $$ 应用于BERT等模型。 - **Unigram Language Model** 通过动态规划选择最优分词路径,最大化整体概率。 2. **多模态适配** 在跨模态场景中(如Time-LLM的跨模态适应[^2]),需对齐文本、图像、时间序列等不同模态的输入: - 文本模态:标准BPE分词 - 时间序列:分段离散化编码 - 图像模态:Patch分块线性投影 3. **特殊Token处理** - 添加任务控制符(如`[CLS]`、`[SEP]`) - 扩展领域特定符号(如金融领域`<STOCK>`标签) #### 二、与参数隔离训练的关联 1. **输入特征与参数分区的联动** - 在独立参数服务器架构中,不同用户的输入可能对应不同的分词策略(如领域专用词汇),需将特定token映射到专属参数分区[^1]。 - **示例**:医疗领域用户的分词结果触发医学知识参数分区的梯度更新。 2. **适配器层的分词敏感度** - 当使用适配器(Adapter)或LoRA进行参数隔离时,分词结果影响适配器激活: $$ h_{out} = h_{base} + \alpha \cdot f_{adapter}(h_{base}) $$ 若分词引入噪声(如未登录词),可能需动态调整适配器参数。 3. **跨模态对齐的隔离需求** - 多模态融合中(如引用[1]的层次化建模),不同模态的Tokenizer输出需路由到独立参数子空间: ```python # 伪代码示例 if modality == "text": grads.apply(text_params) elif modality == "time_series": grads.apply(time_lora_params) ``` 4. **联邦学习中的分词一致性** - 各客户端本地数据的分词差异可能导致参数冲突,需通过以下方式隔离: - 客户端专属词汇表扩展 - 基于掩码梯度路由的局部更新: $$ \theta_{client} = \theta_{global} \odot M_{client} $$ #### 三、关键技术挑战 | 挑战类型 | 解决方案 | |-------------------|-----------------------------| | 长尾词汇覆盖 | 动态子词扩展+参数冻结 | | 多模态对齐偏差 | 跨模态注意力掩码控制[^2] | | 隔离参数膨胀 | 共享嵌入层+私有适配器 | ---
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