大模型中的Tokenizer

目录

一、粒度

二、 不同tokenize的策略比较

1、word-level

2、char-level

3、subword-level

三. 常用tokenize算法

3.1 Byte-Pair Encoding (BPE) / Byte-level BPE

 BPE

Byte-level BPE

3.2 WordPiece

3.3 Unigram

3.4 SentencePiece

四、切分实例

4.1 BertTokenizer / WordPiece

4.2 T5Tokenizer / SentencePiece 

参考文章


在使用GPT 、BERT模型输入词语常常会先进行tokenize 。

  tokenize的目标是把输入的文本流,切分成一个个子串,每个子串相对有完整的语义,便于学习embedding表达和后续模型的使用。

一、粒度

三种粒度:word/subword/char

  • word词,是最自然的语言单元。对于英文等自然语言来说,存在着天然的分隔符,比如说空格,或者是一些标点符号,对词的切分相对容易。但是对于一些东亚文字包括中文来说,就需要某种分词算法才行。顺便说一下,Tokenizers库中,基于规则切分部分,采用了spaCy和Moses两个库。如果基于词来做词汇表,由于长尾现象的存在,这个词汇表可能会超大。像Transformer XL库就用到了一个26.7万个单词的词汇表。这需要极大的embedding matrix才能存得下。embedding matrix是用于查找取用token的embedding vector的。这对于内存或者显存都是极大的挑战。常规的词汇表,一般大小不超过5万。
  • char/字符, 也就是说,我们的词汇表里只有最基本的字符。而一般来讲,字符的数量是少量有限的。这样做的问题是,由于字符数量太小,我们在为每个字符学习嵌入向量的时候,每个向量就容纳了太多的语义在内,学习起来非常困难。
  • subword子词级,它介于字符和单词之间。比如说Transformers可能会被分成Transform和ers两个部分。这个方案平衡了词汇量和语义独立性,是相对较优的方案。它的处理原则是,常用词应该保持原状,生僻词应该拆分成子词以共享token压缩空间

二、 不同tokenize的策略比较

1、word-level

这些分词的方法都是将句子拆分为词,即word-level,这么做的优缺点是:

优点:能够保存较为完整的语义信息

缺点:

1、词汇表会非常大,大的词汇表对应模型需要使用很大的embedding层,这既增加了内存,又增加了时间复杂度。

2、 word-level级别的分词略显粗糙,无法发现更加细节的语义信息,例如模型学到的“old”, “older”, and “oldest”之间的关系无法泛化到“smart”, “smarter”, and “smartest”。

3、word-level级别的分词对于拼写错误等情况的鲁棒性不好

4、 oov问题不好解决

2、char-level

一个简单的方法就是将word-level的分词方法改成 char-level的分词方法,对于英文来说,就是字母界别的,比如 "China"拆分为"C","h","i","n","a",对于中文来说,"中国"拆分为"中","国",

优点:

1、这可以大大降低embedding部分计算的内存和时间复杂度,以英文为例,英文字母总共就26个,中文常用字也就几千个。

2、char-level的文本中蕴含了一些word-level的文本所难以描述的模式,因此一方面出现了可以学习到char-level特征的词向量FastText,另一方面在有监督任务中开始通过浅层CNN、HIghwayNet、RNN等网络引入char-level文本的表示;

缺点:

1、但是这样使得任务的难度大大增加了,毕竟使用字符大大扭曲了词的意义,一个字母或者一个单中文字实际上并没有任何语义意义,单纯使用char-level往往伴随着模型性能的下降;

2、增加了输入的计算压力,原本”I love you“是3个embedding进入后面的cnn、rnn之类的

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