FINANCEBENCH: A New Benchmark for Financial Question Answering

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FINANCEBENCH是首个评估语言模型在财务问答中表现的测试套件,包含10231个问题及答案。研究发现,包括GPT-4-Turbo在内的先进模型在财务QA上存在显著局限性,错误回答或拒绝回答的比例高达81%。尽管增强技术能提升性能,但延迟和适用性问题限制了其在企业应用。模型的幻觉和其他弱点也增加了财务分析的风险。建议在使用AI进行财务QA时,需进行模型评估、使用多种信息源和结果验证。

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本文是LLM系列文章,针对《FINANCEBENCH: A New Benchmark for Financial Question Answering》的翻译。
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摘要

FINANCEBENCH是第一个用于评估LLM在开放财务问答(QA)方面的性能的测试套件。它包括10231个关于上市公司的问题,以及相应的答案和证据串。FINANCEBENCH中的问题在生态上是有效的,涵盖了一系列不同的场景。它们旨在明确而直接地回答,作为最低性能标准。我们在来自FINANCEBENCH的150个案例样本上测试了16种最先进的模型配置(包括GPT-4-Turbo、Llama2和Claude2,带有矢量存储和长上下文提示),并手动审查了它们的答案(n=2400)。这些案例都是开源的。我们发现,现有的LLM在财务QA方面有明显的局限性。值得注意的是,GPT-4-Turbo与检索系统一起使用时,81%的问题被错误回答或拒绝回答。虽然使用更长的上下文窗口来输入相关证据等增强技术可以提高性能,但由于延迟增加,这些技术对于企业设置来说是不现实的,并且无法支持更大的财务文档。我们发现,所有被检查的模型都表现出弱点,如幻觉,这限制了它们对企业使用的适用性。

1 引言

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### GLUE 基准及其在自然语言理解 (NLU) 多任务评估中的应用 #### 什么是 GLUE 基准? GLUE(General Language Understanding Evaluation)基准是一种用于评估自然语言处理模型语义理解能力的多任务框架[^1]。它由一系列 NLU 任务组成,旨在全面衡量模型的语言理解和泛化能力。 #### GLUE 的任务构成 GLUE 包含 9 个核心任务,这些任务均涉及单句或双句的理解问题,具体如下: - **MNLI**(Multi-Genre Natural Language Inference):跨多个领域判断句子之间的推理关系。 - **QQP**(Quora Question Pairs):检测 Quora 上的问题是否重复。 - **QNLI**(Question-NLI):通过自然语言推断回答给定问题。 - **RTE**(Recognizing Textual Entailment):识别文本蕴含关系。 - **STS-B**(Semantic Textual Similarity Benchmark):测量两个句子间的语义相似度。 - **MRPC**(Microsoft Research Paraphrase Corpus):判定两句话是否互为同义表达。 - **CoLA**(Corpus of Linguistic Acceptability):预测句子语法和语义接受程度。 - **SST-2**(Stanford Sentiment Treebank):分析电影评论的情感倾向。 - **WNLI**(Winograd NLI):解决代词消解问题。 上述任务涵盖了多种语言现象,包括但不限于逻辑推理、情感分析以及语义匹配等。 #### GLUE 在多任务学习中的作用 为了更好地支持多任务场景下的 NLP 模型开发,研究人员提出了基于 GLUE 的解决方案。例如,在一篇来自微软的研究论文中提到一种名为 MT-DNN(Multi-Task Deep Neural Networks)的方法,该方法能够有效提升单一模型在多项 NLU 任务上的综合表现[^2]。 此外,还有其他工作扩展了传统意义上的 GLUE 设计理念。比如 ASR-GLUE 将自动语音识别引入到标准 NLU 测试集中,进一步考察当输入存在不同程度噪音干扰时系统的鲁棒性表现[^4]。 #### 实际案例展示 以 BERT 和其变体为例说明如何利用 GLUE 数据集进行实验验证。下图展示了 SST-2 这一特定子任务上几种主流架构的表现情况对比图表显示即使面对加入随机扰动后的样本集合,“人类级”的基线仍然难以超越某些精心设计的人工智能算法。 ```python import matplotlib.pyplot as plt # Sample data representing accuracy across different noise levels. noise_levels = ['Clean', 'Low Noise', 'Medium Noise', 'High Noise'] human_performance = [0.87, 0.85, 0.83, 0.78] model_a_accuracy = [0.92, 0.88, 0.86, 0.80] plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.plot(noise_levels, human_performance, label='Human Performance') plt.plot(noise_levels, model_a_accuracy, label="Model A's Accuracy", linestyle="--") plt.title('Accuracy Comparison Between Human and Model Under Various Noises on SST-2 Task') plt.xlabel('Noise Levels') plt.ylabel('Accuracy Score') plt.legend() plt.grid(True) plt.show() ``` 此代码片段绘制了一条折线图用来直观呈现随着环境复杂性的增加两者之间差距的变化趋势。 ---
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