Transformer大模型实战 训练学生BERT 模型(DistilBERT 模型)

Transformer大模型实战 训练学生BERT 模型(DistilBERT 模型)

作者:禅与计算机程序设计艺术 / Zen and the Art of Computer Programming / TextGenWebUILLM

Transformer大模型实战 训练学生BERT 模型(DistilBERT 模型)

1.背景介绍

1.1 问题的由来

在自然语言处理(NLP)领域,基于Transformer架构的预训练语言模型近年来取得了巨大的进步,并广泛应用于各种NLP任务中,如文本分类、情感分析、问答系统、机器翻译等。其中,BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)作为一种双向上下文感知的预训练模型,展示了强大的表示能力,但在实际部署时面临参数量过大、计算成本较高的挑战。

1.2 研究现状

为了平衡模型的有效性和实用性,研究人员提出了一系列“学生”或“精简版”模型,旨在保留BERT的核心优势的同时,减小模型规模,提高计算效率。DistilBERT是这类“学生”模型中最著名的一个例子,它通过对BERT进行轻量化调整,在保持相似性能表现的前提下显著减少了参数量和推理时间,从而更适于大规模部署。

1.3 研究意义

研究Dis

### 关于多模态大模型的实际应用项目与案例 多模态大模型因其强大的特征提取能力和广泛的适用场景,在许多领域得到了广泛应用。以下是几个典型的实战项目及其代码示例。 #### 1. 图像描述生成 (Image Captioning) 图像描述生成是一种经典的多模态任务,它结合了计算机视觉和自然语言处理技术。通过输入一张图片,模型能够自动生成一段描述该图片的文字内容。 ##### 示例代码 以下是一个基于Transformer架构的简单图像描述生成器的伪代码: ```python import torch from torchvision import models, transforms from transformers import BertTokenizer, BertModel class ImageCaptionGenerator(torch.nn.Module): def __init__(self, image_encoder, text_decoder): super(ImageCaptionGenerator, self).__init__() self.image_encoder = image_encoder self.text_decoder = text_decoder def forward(self, images, captions): features = self.image_encoder(images) # 提取图像特征 outputs = self.text_decoder(features, captions) # 解码生成文字 return outputs # 初始化模型组件 resnet = models.resnet50(pretrained=True) tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-uncased') text_model = BertModel.from_pretrained('bert-base-uncased') model = ImageCaptionGenerator(resnet, text_model) # 前向传播测试 images = torch.randn(4, 3, 224, 224) # 批量大小为4的随机图像张量 captions = tokenizer(["A cat is sitting on a mat."] * 4, return_tensors="pt", padding=True)["input_ids"] outputs = model(images, captions) print(outputs.shape) ``` 上述代码展示了一个简单的图像编码器和文本解码器组合[^1]。 #### 2. 视觉问答 (Visual Question Answering, VQA) VQA 是另一个重要的多模态任务,其中模型需要理解给定的图像并回答有关它的开放式问题。 ##### 示例代码 下面是一段用于构建VQA系统的代码片段: ```python import torch from transformers import ViTFeatureExtractor, AutoTokenizer, VisionEncoderDecoderModel feature_extractor = ViTFeatureExtractor.from_pretrained("google/vit-base-patch16-224-in21k") tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("distilbert-base-cased") vqa_model = VisionEncoderDecoderModel.from_pretrained("nlpconnect/vit-gpt2-image-captioning") def answer_question(image_path, question_text): image = feature_extractor(images=image_path, return_tensors="pt").pixel_values question = tokenizer(question_text, return_tensors="pt")["input_ids"] output = vqa_model.generate(image, decoder_input_ids=question) predicted_answer = tokenizer.decode(output[0], skip_special_tokens=True) return predicted_answer image_path = "example_image.jpg" question = "What color is the car?" answer = answer_question(image_path, question) print(f"The answer to '{question}' is {answer}.") ``` 这段代码利用预训练好的Vision Encoder Decoder Model来完成从图像到答案的任务转换[^2]。 #### 3. 跨模态检索 (Cross-modal Retrieval) 跨模态检索允许用户通过一种媒体形式查询另一种媒体形式的内容,比如用文本查找相似的图片或者反之亦然。 ##### 示例代码 这里提供了一种基本的方法来进行跨模态检索: ```python from sentence_transformers import SentenceTransformer, util from PIL import Image import requests from io import BytesIO sentence_model = SentenceTransformer('clip-ViT-B-32') # 使用CLIP作为嵌入模型 def cross_modal_retrieval(query, gallery_images): query_embedding = sentence_model.encode([query])[0] embeddings = [] for img_url in gallery_images: response = requests.get(img_url) img = Image.open(BytesIO(response.content)).convert("RGB") embedding = sentence_model.encode([img]) embeddings.append(embedding[0]) scores = util.cos_sim(query_embedding, embeddings).numpy()[0] top_result_index = scores.argmax() return gallery_images[top_result_index] gallery = ["https://url_to_image_1.jpg", "https://url_to_image_2.jpg"] # 替换为实际链接列表 result = cross_modal_retrieval("a red flower", gallery) print(f"Most relevant image URL: {result}") ``` 此脚本实现了基于文本查询返回最匹配图片的功能[^3]。 ---
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