词法分析任务的输入是一个字符串(我们后面使用『句子』来指代它),而输出是句子中的词边界和词性、实体类别。序列标注是词法分析的经典建模方式,我们使用基于 GRU 的网络结构学习特征,将学习到的特征接入 CRF 解码层完成序列标注。模型结构如下所示:
- 输入采用 one-hot 方式表示,每个字以一个 id 表示
- one-hot 序列通过字表,转换为实向量表示的字向量序列;
- 字向量序列作为双向 GRU 的输入,学习输入序列的特征表示,得到新的特性表示序列,我们堆叠了两层双向 GRU 以增加学习能力;
- CRF 以 GRU 学习到的特征为输入,以标记序列为监督信号,实现序列标注。
我们提供了少数样本用以示例输入数据格式。执行以下命令,下载并解压示例数据集:
python download.py --data_dir ./
训练使用的数据可以由用户根据实际的应用场景,自己组织数据。除了第一行是 text_a\tlabel
固定的开头,后面的每行数据都是由两列组成,以制表符分隔,第一列是 utf-8 编码的中文文本,以 \002
分割,第二列是对应每个字的标注,以 \002
分隔。我们采用 IOB2 标注体系,即以 X-B 作为类型为 X 的词的开始,以 X-I 作为类型为 X 的词的持续,以 O 表示不关注的字(实际上,在词性、专名联合标注中,不存在 O )。示例如下:
除\002了\002他\002续\002任\002十\002二\002届\002政\002协\002委\002员\002,\002马\002化\002腾\002,\002雷\002军\002,\002李\002彦\002宏\002也\002被\002推\002选\002为\002新\002一\002届\002全\002国\002人\002大\002代\002表\002或\002全\002国\002政\002协\002委\002员 p-B\002p-I\002r-B\002v-B\002v-I\002m-B\002m-I\002m-I\002ORG-B\002ORG-I\002n-B\002n-I\002w-B\002PER-B\002PER-I\002PER-I\002w-B\002PER-B\002PER-I\002w-B\002PER-B\002PER-I\002PER-I\002d-B\002p-B\002v-B\002v-I\002v-B\002a-B\002m-B\002m-I\002ORG-B\002ORG-I\002ORG-I\002ORG-I\002n-B\002n-I\002c-B\002n-B\002n-I\002ORG-B\002ORG-I\002n-B\002n-I
其中词性和专名类别标签集合如下表,包含词性标签 24 个(小写字母),专名类别标签 4 个(大写字母)。这里需要说明的是,人名、地名、机构名和时间四个类别,存在(PER / LOC / ORG / TIME 和 nr / ns / nt / t)两套标签,被标注为第二套标签的词,是模型判断为低置信度的人名、地名、机构名和时间词。开发者可以基于这两套标签,在四个类别的准确、召回之间做出自己的权衡。
标签 | 含义 | 标签 | 含义 | 标签 | 含义 | 标签 | 含义 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
n | 普通名词 | f | 方位名词 | s | 处所名词 | t | 时间 |
nr | 人名 | ns | 地名 | nt | 机构名 | nw | 作品名 |
nz | 其他专名 | v | 普通动词 | vd | 动副词 | vn | 名动词 |
a | 形容词 | ad | 副形词 | an | 名形词 | d | 副词 |
m | 数量词 | q | 量词 | r | 代词 | p | 介词 |
c | 连词 | u | 助词 | xc | 其他虚词 | w | 标点符号 |
PER | 人名 | LOC | 地名 | ORG | 机构名 | TIME | 时间 |
模型训练支持 CPU 和 GPU,使用 GPU 之前应指定使用的显卡卡号:
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 # 支持多卡训练,如使用双卡,可以设置为0,1
训练启动方式如下:
python train.py \
--data_dir ./lexical_analysis_dataset_tiny \
--model_save_dir ./save_dir \
--epochs 10 \
--batch_size 32 \
--n_gpu 1 \
# --init_checkpoint ./save_dir/final
其中 data_dir 是数据集所在文件夹路径,init_checkpoint 是模型加载路径,通过设置init_checkpoint可以启动增量训练。
通过加载训练保存的模型,可以对测试集数据进行验证,启动方式如下:
python eval.py --data_dir ./lexical_analysis_dataset_tiny \
--init_checkpoint ./save_dir/final \
--batch_size 32 \
--use_gpu
对无标签数据可以启动模型预测:
python predict.py --data_dir ./lexical_analysis_dataset_tiny \
--init_checkpoint ./save_dir/final \
--batch_size 32 \
--use_gpu
得到类似以下输出:
(大学, n)(学籍, n)(证明, n)(怎么, r)(开, v)
(电车, n)(的, u)(英文, nz)
(什么, r)(是, v)(司法, n)(鉴定人, vn)
如果您希望使用已经预训练好了的LAC模型完成词法分析任务,请参考: