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对抗训练在NLP中的应用

对抗训练在NLP中的应用

作者: 吐舌小狗 | 来源:发表于2018-04-23 10:48 被阅读629次

    对抗训练在NLP中的应用

    标签: 对抗训练

    这篇论文将图像领域的adversarial training 应用在了文本领域,改善了word embedding.传统的embedding被语法结构影响,可以对两个分布式相同,共现关系相同但是意义完全相反的词(比如,good和bad)分开,对于情感分类问题有很好的效果。


    关于论文

    ICLR 2017 Adversarial Training Methods for Semi-Supervised Text Classification
    Deep mind

    对抗样本

    首先看看对抗样本、对抗训练、虚拟对抗训练的定义和特点

    Adversarial examples are examples that are created by making small perturbations to the input designed to significantly increase the loss incurred by a machine learning model (Szegedy et al., 2014; Goodfellow et al., 2015)

    对抗样本:通过对输入制造很小的扰动,模型的loss显著性增加

    Adversarial training requires the use of labels when training models that use a supervised cost, because the label appears in the cost function that the adversarial perturbation is designed to maximize.

    对抗训练: 需要label,因为其损失函数中有label的信息,因此输入监督学习的范畴
    Virtual adversarial training (Miyato et al., 2016) extends the idea of adversarial training to the semi-supervised regime and unlabeled examples. This is done by regularizing themodel so that given an example, the model will produce the same output distribution as it produces on an adversarial perturbation of that example. Virtual adversarial training achieves good generalization performance for both supervised and semi-supervised learning tasks.
    Previous

    virtual 对抗训练 是对对抗训练的扩展,可以用到半监督学习的领域中,主要在于其损失函数,下面会有介绍。

    对抗训练与虚拟对抗训练

    本文通过LSTM模型对文本进行分类,输入层是embedding(a),对抗训练体现在对embedding进行很小的perturbed (b)


    文本分类

    1)基本定义:


    基本定义

    其中,v_k是词向量,\overline{v_k}是归一化之后的词向量
    2)对抗训练的loss函数

    loss

    其中r是扰动,每一步中,求得一个最坏的扰动去对抗当前的model, 使得预测的概率最小(达到扰动的效果),而训练时,整体的loss函数最大化预测概率。

    训练过程
    计算 近似
    1. 虚拟对抗训练
      下面列出了虚拟对抗训练的损失函数


      虚拟对抗训练

    模型

    根据以上的算法,下面是该模型的设计
    定义r_adv

    image.png
    损失函数
    image.png

    虚拟对抗训练的r_adv


    image.png

    虚拟对抗训练的loss


    image.png

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