最近在代碼弱點識別方面的努力,除了抽象語法樹等更多的結構性特征外,還注重在源代碼文本上訓練統計機器學習(ML)模型,作為特征空間。LLVM中間表示法(IR)可以通過標準化代碼、減少詞匯量以及消除關于語法和內存的一些上下文敏感性來幫助ML模型。我們研究了LLVM IR對訓練統計和機器學習模型的好處,包括詞包模型、BiLSTM和一些品種的轉換模型。我們將這些基于LLVM IR的模型與基于源代碼C的模型在兩組不同的數據上進行了比較:合成數據和更自然的數據。我們發現,雖然使用LLVM IR特征并不能產生比基于C語言的模型更準確的模型,但我們能夠識別出上下文特定的LLVM IR和C語言標記,這些標記有助于表明存在的弱點。此外,對于一個給定的數據集,我們發現在使用更復雜、更耗時的模型之前,任何統計或ML模型是否有利于代碼弱點的識別,詞包模型可以成為強有力的指標。
基于深度學習的人工感知模型的出現徹底改變了計算機視覺領域。這些方法利用了機器不斷增長的計算能力和豐富的人工注釋數據,為廣泛的視覺任務構建有監督的學習者。然而,對人工標注的依賴也是這些方法可擴展性和通用性的瓶頸。我們認為,為了構建更通用的學習者(類似于嬰兒),開發在沒有人類監督的情況下學習的方法至關重要。在本文中,我們針對兩個關鍵問題:表征和識別,對最小化人類監督的作用進行了研究。最近的自監督表示學習(SSL)方法已經在許多下游任務上展示了令人印象深刻的泛化能力。在這篇論文中,我們研究了這些方法,并證明它們仍然嚴重依賴于干凈、策劃和結構化數據集的可用性。我們通過實驗證明,這些學習能力無法擴展到“野外”收集的數據,因此,在自監督學習中需要更好的基準。我們還提出了新的SSL方法,以最大限度地減少對托管數據的依賴。由于詳盡地收集所有視覺概念的注釋是不可行的,因此泛化超出現有監督范圍的方法對于構建可擴展的識別模型至關重要。我們提出了一種新穎的神經網絡架構,利用視覺概念的組成性質來構造未見概念的圖像分類器。對于收集密集注釋是不可行的領域,我們提出了一種“通過關聯理解”的范式,該范式將識別問題重新表述為對應的識別。我們將此應用于視頻,并表明我們可以通過識別與其他類似視頻的密集時空對應來密集地描述視頻。最后,為了探索人類超越語義范疇的泛化能力,我們引入了“功能對應問題”,并證明編碼對象功能屬性的表示可以用于更有效地識別新對象。
神經網絡在處理大量數據方面表現優異,從家庭助手到自動駕駛汽車,在很多方面都極大地造福了我們的生活。然而,人們發現神經網絡是脆弱的。通過以一種人類察覺不到的方式輕微擾亂輸入,神經網絡幾乎不能做出任何正確的預測。這嚴重限制了它們在安全關鍵領域的應用,如醫療健康和金融。在本文中,我們研究了魯棒神經網絡,希望促進神經網絡的更廣泛和更可靠的應用。具體來說,我們專注于評估和訓練魯棒的神經網絡。我們首先考慮魯棒性評估。評估神經網絡魯棒性的一種常用方法是通過形式化驗證,這通常是計算開銷很大的。我們為加快這一進程做出了一些貢獻。簡單地說,我們采用了在統一的分支和定界框架下可以重新制定大多數驗證方法的思想。通過直接處理統一框架,對分支和邊界組件提出了高層次的改進,包括啟發式和學習框架。此外,我們引入了新的數據集,使我們的方法能夠與其他現有的方法進行綜合比較分析。在構造魯棒神經網絡方面,我們提出了一種新的魯棒訓練算法。許多流行的魯棒訓練方法依賴于強對手,當模型復雜度和輸入維數較高時,計算成本較高。我們設計了一個新的框架,可以更有效地利用對手。因此,為了達到類似的性能,可以使用廉價而弱小的對手。在此基礎上,介紹了算法ATLAS。我們通過展示ATLAS在幾個標準數據集上的出色表現來證明它的有效性和效率。
傳統的機器學習范式在單個任務上訓練特定任務模型,已經在許多領域(如計算機視覺和自然語言處理)取得了最先進的性能。為了使機器學習模型具有更廣泛的適用性,遷移學習旨在適應從源任務中學習到的知識,以提高在其他目標任務中的表現。然而,現有的遷移學習范式還有待進一步研究,因此我們對其潛在的局限性、潛在的機制以及實現更智能遷移的解決方案的認識有限。特別是,當知識從一個不太相關的來源轉移時,可能會對目標性能造成負面影響,這種現象稱為負轉移。然而,負遷移的原因尚不明確,負遷移如何影響模型的泛化和樣本效率也不清楚。在這篇論文中,我們的目標是徹底描述和解決機器學習模型中的負遷移,我們仔細研究了流行的視覺和自然語言處理設置中的負遷移,收集了其原因的見解,并提出了提高泛化和樣本效率的解決方案。本文由三個部分組成。第一部分對當前遷移學習模型中的負遷移現象進行了系統的分析。我們在領域適應和多語言自然語言處理模型中正式描述了其條件,并證明任務沖突是負遷移的一個關鍵因素。在第二部分,我們提出了各種對齊方法,通過更好的對齊表示和梯度解決上述任務沖突,增強可轉移模型的泛化。最后,在第三部分,我們探索了有效樣本遷移學習算法,使用較少的訓練和/或校準數據來緩解負遷移。本文的主要貢獻包括對遷移學習中的負遷移問題提出了新的見解,提出了一系列實用的方法和算法,提高了模型的泛化和效率。
//www.lti.cs.cmu.edu/sites/default/files/wang%2C%20zirui%20-%20final%20thesis.pdf
胸部 X 射線 (CXR) 成像是當今放射科最常見的檢查類型。自動疾病分類可以幫助放射科醫生減少工作量并提高患者護理質量。醫學圖像分析在過去十年中經歷了范式轉變,這主要歸功于卷積神經網絡 (CNN) 在許多圖像分類、分割和量化任務中實現超人性能的巨大成功。 CNN 正在應用于 CXR 圖像,但在臨床環境中應用時,高空間分辨率、缺乏具有可靠基本事實的大型數據集以及種類繁多的疾病是重大的研究挑戰。值得注意的是,這些挑戰激發了本論文的新穎貢獻。
本論文對 CNN 的四個主要設計決策進行了系統評估和分析:損失函數、權重初始化、網絡架構和非圖像特征集成。為了利用年齡、性別和視圖位置等信息,提出了一種整合這些信息以及學習圖像表示的新穎架構,并為 ChestXray14 數據集產生了最先進的結果。此外,研究了兩種先進的圖像預處理技術以提高 CNN 的性能:骨抑制(一種從 CXR 中人工去除胸腔的算法)和自動肺野裁剪(一種提高 CNN 輸入分辨率的方法)。兩種方法結合起來略微增加了 OpenI 數據集的平均結果。最后,**開發了一個框架來研究用于智能工作列表優先級的 CNN,是否可以優化放射學工作流程,**并減少 CXR 中關鍵發現的報告周轉時間 (RTAT)。仿真表明,使用 CNN 進行緊急優先級排序可以將氣胸等關鍵發現的平均 RTAT 降低兩倍。總之,對特定的設計決策進行了改進,例如網絡架構、圖像預處理和使用小型數據集進行 CXR 分析的訓練。結果用于證明關鍵發現的平均 RTAT 顯著降低,這可以大大提高患者護理的質量。
在英國,護理質量委員會最近報告說,在過去的 12 個月中,僅亞歷山德拉女王醫院一名訓練有素的放射科專家就沒有對總共 26,345 次胸部 X 光 (CXR) 和 2,167 次腹部 X 光進行正式審查。結果,三名肺癌患者因胸部 X 光檢查未得到適當評估而遭受重大傷害 [Care Quality Commission, 2017]。
圖 2.2:典型的檢查類型,其中兩個對應的胸部 X 射線圖像取自一名患者。 (a) 顯示正面 PA 胸部 X 光片和 (b) 側面胸部 X 線片。在兩張 X 光片中,可以看到解剖結構:(1) 氣管、(2) 鎖骨、(3) 肩胛骨、(4) 肋骨、(5) 心臟、(6) 橫膈膜和 (7) 構成脊柱的椎骨.示例圖像取自 OpenI 數據集 [Demner-Fushman et al., 2016]。
圖 2.3:基于氣胸的高分辨率和低分辨率胸部 X 光片的比較。 (a) 以 2828 × 2320 像素的全圖像尺寸顯示原始胸部 X 光片。在 (b) 中,顯示了 (a) 的兩個區域,放大了 10 倍。黃色箭頭指向胸膜邊緣,表示氣胸。為了比較,(c) 顯示 (a) 通過雙線性插值縮小到 256 × 256 像素的圖像大小。 (d) 顯示與 (b) 相同的放大區域,胸膜邊緣不再可見。示例圖像取自 OpenI 數據集 [Demner-Fushman et al., 2016] (ID: 3378)。
作為一種診斷工具,醫學成像是近幾十年來醫學領域最具革命性的進步之一。通過提供人體內部的視覺表示,醫學成像可以幫助放射科醫生做出更早、更準確的診斷。因此,可以更有效地治療疾病以提高患者護理質量。多年來,醫學成像在測量速度、空間分辨率和對比度方面都有所提高。擁有這個有用的工具需要有足夠的能力讓專家放射科醫生評估相關數據。我們已經遇到了無法讓放射科醫生審查所有 X 射線圖像的情況 [Care Quality Commission, 2017;皇家放射學院,2018]。隨著各種醫學成像模式產生的數據量不斷增加 [Kesner et al., 2018] 和不斷增長的世界人口 [United Nations DESA, 2019],預計對專家閱讀能力的需求將會增加。在放射科可用的成像方式中,平片是最常見的,而胸部 X 射線是最常見的檢查類型 [Bundesamt für Strahlenschutz, 2020; NHS 英格蘭,2020]。
自動圖像分析工具使放射科醫生能夠顯著減少他們的工作量并提高患者護理質量。早期的方法通常結合手工特征表示和分類器。不幸的是,開發特征提取方法需要大量的領域專業知識,并且通常是一個耗時的過程。然而,深度學習可能會改變這些要求。2012年Krizhevsky 等人[2012] 提出了 AlexNet——一種卷積神經網絡——用于計算機視覺中的圖像分類,并在 ImageNet 挑戰賽中大獲全勝。由于計算能力的提高(即圖形處理單元(GPU)的并行計算)和大量可用數據,這是可能的。這種成功有助于復興神經網絡作為機器學習的一種方法,機器學習是人工智能 (AI) 的一個子領域。在計算機視覺中,深度學習已經證明了它能夠以超人類的準確度分析圖像 [He等人, 2016;Simonyan等人,2015; Szegedy 等人,2014 年;Tan等人,2019]。醫學圖像分析領域正在深入探索深度學習。
以下段落概述了本文的結構,并概述了每一章及其貢獻。第 2 至第 4 章總結了背景信息和重要文獻。然后,第 4 章到第 7 章介紹了為本論文進行的研究。最后,第 8 章以總結和對未來的展望結束了本文。
第 2 章簡要介紹了醫學成像及其自動化分析。此后,對深度學習的胸部 X 射線分析進行了全面回顧。作為深度學習快速發展的最重要推動力之一,我們討論了 ChestX-ray14 [Wang et al., 2017] 和 OpenI [Demner-Fushman et al., 2016] 等開源數據集。隨后討論了由自然語言處理 (NLP) 生成的噪聲注釋以及高分辨率胸部 X 射線數據所帶來的挑戰。最后,我們在當前挑戰的背景下檢查了胸部 X 射線分類的臨床應用。
第 3 章概述了神經網絡的歷史動機和時間順序。解釋了它們的基本元素——人工神經元,并討論了不同類型的激活函數。隨后,解釋了前饋神經網絡的原理以及分類與回歸任務之間的差異。為了計算最佳權重參數變化——并作為神經網絡的更新規則——Rumelhart 等人。 [1986] 提出了反向傳播。最后,本章解釋了梯度下降如何用作神經網絡的優化技術,并概述了該方法在神經網絡優化方面的重大改進。
第 4 章描述了標準前饋神經網絡的主要變化,這些變化導致了深度神經網絡及其在高維信號中的成功應用——尤其是在圖像處理中。解釋了卷積神經網絡作為分層特征提取器的基本理解以及在高維圖像中的應用。為了實現這一點,提出了最先進的網絡架構(例如,卷積、池化和歸一化層)的重要構建塊。當在非常深的網絡中天真地堆疊層時,使用梯度下降進行優化存在梯度爆炸和消失的風險。梯度消失通過殘差連接和密集連接架構來解決——這兩者都允許堆疊額外的層。這種高級模型通常有數百萬個參數需要訓練;因此,它們很容易過度擬合訓練數據。出于這個原因,數據增強通常用于人為地擴大數據集。這也有助于提高神經網絡的泛化性,因為模型對于仿射變換變得不變。訓練模型后,評估其泛化能力和性能非常重要。首先,不同的重采樣方法(例如,k 折交叉驗證或蒙特卡洛子采樣)可以將數據集拆分為訓練測試子集,這有助于泛化評估。其次,使用接收器操作曲線和精確召回曲線等評估指標來量化模型在疾病分類中的性能。
第 5 章深入介紹了不同的訓練方法及其在胸部 X 線疾病分類中的應用。在該領域的先前工作的基礎上,考慮了遷移學習,無論是否進行微調,以及從頭開始訓練專用 X 射線網絡。由于 X 射線數據的高空間分辨率,我們提出了一種經過調整的 ResNet-50 架構,具有更大的輸入尺寸,并與其他模型相比展示了其優越的性能 [Baltruschat et al., 2019c]。由于放射科醫師通常包含比胸部 X 射線更多的信息來進行診斷,因此模型架構會進一步改變,并且引入了一種新模型以包含有助于患者信息采集的非圖像特征。最后,通過使用 Grad-CAM 分析模型,突出了 ChestX-ray14 數據集的局限性。這些發現激發了以下章節的貢獻。
圖 5.5:兩個示例圖像的 Grad-CAM 結果。在頂行中,氣胸的位置用黃色框標記。如旁邊的 Grad-CAM 圖像所示,模型對預測的最高激活位于正確區域內。第二行顯示了一個負例,其中負責最終預測“氣胸”的最高激活位于排水管。排水管標有黃色箭頭。這表明經過訓練的卷積神經網絡將引流檢測為“氣胸”的主要特征。
圖 5.6:本論文中最佳模型與其他組的比較。病理按照所有組的平均 AUROC 增加進行分類。對于本文提出的模型,將所有折疊的最小和最大 AUROC 報告為誤差條,以說明隨機數據集拆分的影響。
第 6 章處理胸部 X 射線數據的標準化,以在小型數據集(即只有幾千個樣本)上進行訓練——OpenI 數據集 [Demner-Fushman 等人,2016 年]。此外,還研究了增加輸入數據分辨率對神經網絡的影響。手動標記的數據集通常具有較小的樣本量——盡管 OpenI 數據集是最大的數據集之一(3,125 張圖像)——這使得從頭開始訓練深度神經網絡變得復雜。作為第一種預處理方法,提出了基于分割和邊界框計算的肺野裁剪。這一步驟大大減少了胸部 X 射線外觀的變化,并提高了它們作為輸入圖像的分辨率,因為縮小的因素也降低了。第二種方法是骨抑制,可以通過從胸部X光片中去除骨骼結構來減少信息疊加。值得注意的是,這兩種方法都有助于提高疾病分類性能 [Baltruschat et al., 2019e]。此外,本章概述了放射科專家為胸部 X 光片生成注釋的過程以及與觀察者間變異性相關的問題 [Ittrich et al., 2018; Steinmeister 等人,2019]。
圖 6.2:肺田間種植方法概述。原始胸部 X 射線圖像 (a) 由中心凹卷積神經網絡處理以生成肺野分割 (b)。 (c) 以紫色顯示計算的兩個最大連接區域周圍的邊界框。在(d)中,由于分割掩碼中的錯誤,藍色區域強調了邊界框的安全區域。 (e) 顯示了最終的裁剪圖像,(f) 顯示了骨抑制和肺野裁剪的組合。
圖 6.3:用于組合高級預處理圖像的集成方法。四個 ResNet50-large 模型在不同的圖像數據上進行了訓練:原始、軟組織、肺野裁剪 (LFC) 和使用 LFC 的骨抑制 (BS)。每個模型預測了測試集 Ntest 中五個裁剪圖像(即中心和所有四個角)的分數,具有八個類別。此后,對所有模型的預測分數進行平均,以獲得最終的多標簽分類結果。
圖 6.6:正常訓練模型 (a) 和使用預處理圖像訓練的模型 (b) 的 Pearson 相關系數。正常模型之間的相關性已經很高,除了模型“Normal-2”,它似乎收斂到不同的最優值。使用預處理圖像訓練的模型具有較低的相關性(大約 92%)。這表明(b)中顯示的模型的集合可以對分類性能產生更大的影響。
第 7 章介紹了將深度學習的疾病分類轉化為特定的臨床應用。在獲得胸部 X 光片后,通常會將它們分類到工作清單中。根據每個放射科的工作流程,該工作清單按采集時間或手動優先級標簽進行排序,并且在很大程度上,放射科醫生按順序處理他們的工作清單項目。因此,工作清單只按照先進先出的原則進行處理。一種最先進的胸部 X 光疾病分類算法可以自動分配優先級標簽,這可以大大改善工作列表的排序。本章介紹了一種用于模擬臨床工作日的新穎模擬框架,它突出了自動優先工作列表的效果。該框架使用來自漢堡-埃彭多夫大學醫學中心的經驗數據,可以模擬一個臨床工作日,其中包括胸部 X 射線生成過程、胸部 X 射線的自動疾病分類以及放射科醫師生成最終報告所需的時間 [ Baltruschat 等人,2020b]。值得注意的是,使用了第 5 章和第 6 章中提出的用于胸部 X 線疾病分類的改進方法。
圖 7.6:報告所有八種病理結果和正常檢查的周轉時間 (RTAT),基于四種不同的模擬:FIFO(綠色)、Prio-lowFNR(黃色)、Prio-lowFPR(紫色)和 Prio-MAXwaiting(紅色),最長等待時間(淺紫色)。綠色三角形標記平均 RTAT,而垂直線標記中值 RTAT。每個 simu 的最大 RTAT。
第 8 章總結了論文及其主要貢獻。它還提出了本文提出的新問題。
圖 8.1:來自中心靜脈導管數據集的示例圖像。原始圖像 (a) 顯示在左側,相應的分割結果 (c) 顯示為右側的疊加層。藍色代表心臟,綠色代表肺,青色代表鎖骨,棕色突出導管。
概率圖建模(PGM)提供了一個框架,以設計一個可解釋的生成過程的數據和表達不確定性的未知數。這使得PGM對于理解數據背后的現象和決策非常有用。在可解釋推理是關鍵的領域內,PGM取得了巨大的成功,例如市場營銷、醫學、神經科學和社會科學。然而,PGM往往缺乏靈活性,這阻礙了它在建模大規模高維復雜數據和執行需要靈活性的任務(例如在視覺和語言應用程序中)時的使用。
深度學習(DL)是另一個從數據中建模和學習的框架,近年來取得了巨大的成功。DL功能強大,具有很大的靈活性,但缺乏PGM的可解釋性和校準性。
本文研究了深度概率圖建模(DPGM)。DPGM通過利用DL使PGM更加靈活。DPGM帶來了從數據中學習的新方法,這些方法展示了PGM和DL的優點。
我們在PGM中使用DL來構建具有可解釋潛在結構的靈活模型。我們提出一系列模型擴展指數族主成分分析(EF-PCA),使用神經網絡提高預測性能,同時加強潛在因素的可解釋性。我們引入的另一個模型類支持在建模順序數據時考慮長期依賴關系,這在使用純DL或PGM方法時是一個挑戰。該序列數據模型類已成功應用于語言建模、情感分析的無監督文檔表示學習、會話建模和醫院再入院預測的患者表示學習。最后,DPGM成功地解決了概率主題模型的幾個突出問題。
在PGM中利用DL也帶來了學習復雜數據的新算法。例如,我們開發了熵正則化對抗學習,這是一種與PGM中使用的傳統最大似然方法不同的學習范式。從DL的角度來看,熵正則化對抗學習為生成式對抗網絡長期存在的模式崩潰問題提供了一種解決方案。
在我的論文“深度潛變量模型的編碼視角”中,我們討論了深度潛變量模型(DLVM)中的統計推理與編碼的關系。
特別地,我們檢查最小欺騙長度(MDL)原則作為統計推斷的指南。在此背景下,我們探討它與貝葉斯推理的關系。我們將看到,盡管兩者都會導致類似的算法,但MDL原則允許我們對數據生成過程不做任何假設。我們只是把自己限制在從觀測數據中尋找規律性,而規律性與壓縮能力有關。因此,我們發現學習DLVM等價于最小化通信(壓縮)一組觀察數據的成本。一種常見的溝通方法是發送一個假設(或模型),隨后數據與上述模型不匹配。這就是所謂的兩部分碼。在本論文中,我們將主要關注所謂的貝葉斯碼——一種理論上比兩部分碼更有效的碼。
與直覺相反的是,貝葉斯推理方法允許我們在不知道編碼或編碼方案的情況下計算編碼長度。本文的目的就是通過開發相應的編碼方案來縮小這一差距。我們將在MDL原則的啟發和指導下,尋找達到MDL所預測的代碼長度的代碼。特別關注的是可微函數,更準確地說,是通過大量高維數據學習的深度神經網絡。我們將通過MDL原理來研究模型壓縮和源壓縮。
【導讀】牛津大學的博士生Oana-Maria Camburu撰寫了畢業論文《解釋神經網絡 (Explaining Deep Neural Networks)》,系統性介紹了深度神經網絡可解釋性方面的工作,值得關注。
作者介紹:
Oana-Maria Camburu,來自羅馬尼亞,目前是牛津大學的博士生,主修機器學習、人工智能等方向。
Explaining Deep Neural Networks
深度神經網絡在計算機視覺、自然語言處理和語音識別等不同領域取得了革命性的成功,因此越來越受歡迎。然而,這些模型的決策過程通常是無法向用戶解釋的。在各種領域,如醫療保健、金融或法律,了解人工智能系統所做決策背后的原因至關重要。因此,最近研究了幾個解釋神經模型的方向。
在這篇論文中,我研究了解釋深層神經網絡的兩個主要方向。第一個方向由基于特征的事后解釋方法組成,也就是說,這些方法旨在解釋一個已經訓練過的固定模型(事后解釋),并提供輸入特征方面的解釋,例如文本標記和圖像的超級像素(基于特征的)。第二個方向由生成自然語言解釋的自解釋神經模型組成,也就是說,模型有一個內置模塊,為模型的預測生成解釋。在這些方面的貢獻如下:
首先,我揭示了僅使用輸入特征來解釋即使是微不足道的模型也存在一定的困難。我表明,盡管有明顯的隱含假設,即解釋方法應該尋找一種特定的基于真實值特征的解釋,但對于預測通常有不止一種這樣的解釋。我還展示了兩類流行的解釋方法,它們針對的是不同類型的事實基礎解釋,但沒有明確地提及它。此外,我還指出,有時這兩種解釋都不足以提供一個實例上決策過程的完整視圖。
其次,我還介紹了一個框架,用于自動驗證基于特征的事后解釋方法對模型的決策過程的準確性。這個框架依賴于一種特定類型的模型的使用,這種模型有望提供對其決策過程的洞察。我分析了這種方法的潛在局限性,并介紹了減輕這些局限性的方法。引入的驗證框架是通用的,可以在不同的任務和域上實例化,以提供現成的完整性測試,這些測試可用于測試基于特性的后特殊解釋方法。我在一個情緒分析任務上實例化了這個框架,并提供了完備性測試s1,在此基礎上我展示了三種流行的解釋方法的性能。
第三,為了探索為預測生成自然語言解釋的自解釋神經模型的發展方向,我在有影響力的斯坦福自然語言推斷(SNLI)數據集之上收集了一個巨大的數據集,數據集約為570K人類編寫的自然語言解釋。我把這個解釋擴充數據集稱為e-SNLI。我做了一系列的實驗來研究神經模型在測試時產生正確的自然語言解釋的能力,以及在訓練時提供自然語言解釋的好處。
第四,我指出,目前那些為自己的預測生成自然語言解釋的自解釋模型,可能會產生不一致的解釋,比如“圖像中有一只狗。”以及“同一幅圖片中沒有狗”。不一致的解釋要么表明解釋沒有忠實地描述模型的決策過程,要么表明模型學習了一個有缺陷的決策過程。我將介紹一個簡單而有效的對抗性框架,用于在生成不一致的自然語言解釋時檢查模型的完整性。此外,作為框架的一部分,我解決了使用精確目標序列的對抗性攻擊的問題,這是一個以前在序列到序列攻擊中沒有解決的場景,它對于自然語言處理中的其他任務很有用。我將這個框架應用到e-SNLI上的一個最新的神經模型上,并表明這個模型會產生大量的不一致性。
這項工作為獲得更穩健的神經模型以及對預測的可靠解釋鋪平了道路。
在新領域中為命名實體識別(NER)訓練神經模型通常需要額外的人工注釋(例如,成千上萬的標記實例),這些注釋的收集通常是昂貴和耗時的。因此,一個關鍵的研究問題是如何以一種經濟有效的方式獲得監督。在這篇論文中,我們介紹了“實體觸發器”,這是一種人類解釋的有效代理,有助于NER模型的標簽高效學習。實體觸發器被定義為一個句子中的一組單詞,這有助于解釋為什么人們會識別句子中的實體。
我們眾包14k實體觸發器為兩個精心研究的NER數據集。我們提出的觸發器匹配網絡模型,通過對觸發器表示形式和軟匹配模塊的聯合學習和自關注,可以方便地對不可見的句子進行標記。實驗表明,該框架具有更高的成本效益,使用20%的觸發注釋語句可以獲得與使用70%訓練數據的傳統監督方法相當的性能。我們公開發布收集的實體觸發器和我們的代碼。