TechDay实录|摘取皇冠上的明珠，中文NLP的不二选择——PaddlePaddle
作者：互联网
NLP (Natural Language Processing)自然语言处理是人工智能的一个子领域，它是能够让人类与智能机器进行沟通交流的重要技术手段，同时也是人工智能中最为困难的问题之一。因此，NLP的研究处处充满魅力和挑战，也因此被称为人工智能“皇冠上的明珠”。
目前各家主流深度学习框架，都开放了相应的 NLP 算法模型。其中，百度 PaddlePaddle 基于自身技术优势，在中文NLP领域提供丰富官方模型，全方位满足各种NLP任务需求。
1 月 20 日下午 ，第二期百度深度学习开发者·技术公开课在百度大脑创新体验中心开课。百度资深研发工程师为现场的开发者们介绍了 PaddlePaddle 在 NLP 方向开源模型及技术实践，Google 机器学习开发者专家和高级算法专家孔晓泉则讲述了基于 PaddlePaddle 的中文分词引擎应用案例。
中文分词小试牛刀，100行代码的分词引擎实践
与大部分西方语言不同，书面汉语的词语之间没有明显的空格标记，句子是以字符串的形式出现，因此对中文进行处理的第一步就是进行自动分词，即将字符串转变成词语串，这也是处理中文的语义分析、文本分类、信息检索、机器翻译、机器问答等问题的基础。如果分词效果不好，很有可能会对后续的任务造成严重的影响。
谷歌机器学习开发者专家和高级算法专家孔晓泉，为大家分享了轻量级中文分词引擎——PaddlePaddle Tokenizer。该引擎基于PaddlePaddle Fluid API打造，充分发挥PaddlePaddle代码精简、高效、可读性高的特点，核心代码只有不到100行，带大家快速了解中文分词模型的设计思路。
模型方法：
Embedding(字符嵌入) + BiLSTM(双向LSTM) + CRF(随机条件场)
系统设计：
通过将分词信息编码成 BMES (Begin, Middle, Eed, Single) 标签，从而将分词问题转换成 BMES 标签的序列预测问题。利用 Embeding + BiLSTM 提取字符的上下文特征，利用 CRF 同时考虑字符级别和上下文序列的特性，从而预测全局最优 BEMS 序列。为了抑制模型过拟合（Overfitting），在模型中使用了 Dropout 技术。
代码实现：
在代码实现层面，PaddleTokenizer 使用了 PaddlePaddle Fluid API，代码精简、高效、可读性高，核心代码少于100行。同时，PaddleTokenizer 通过提供 HTTP 接口的方式演示了如何使用 PaddlePaddle inferencemodel 对外提供服务。并提供了简洁的 WebUI 作为客户端，方便用户进行实际分词效果的测试。
系统分析与演示：
核心代码片段：
1. 定义输入变量
2. EmbeddingLayer
3. BiLSTMLayer
4. DropoutLayer
5. CRFLayer
分词效果展示：
GitHub地址：https://github.com/howl-anderson/PaddleTokenizer
丰富全面的NLP模型合集——PaddlePaddle官方模型库
PaddlePaddle Tokenizer向大家展示了PaddlePaddle的高效易用，在PaddlePaddle官方模型库中，PaddlePaddle还提供了丰富的NLP模型，包含词法分析、语义匹配，还有情感分析、黄反识别用到的分类模型等，为开发者打造了功能全面的中文NLP工具库。
在公开课有限的时间里，百度工程师主要讲解了以下三大模型：
中文词法分析（LAC）
相比轻量级的PaddlePaddle Tokenizer，LAC的功能更加丰富，是一个联合的词法分析模型，整体性地完成中文分词、词性标注、专名识别任务。LAC基于一个堆叠的双向GRU结构，最上层建CRF 来预测整体模型，这比传统基于统计的模型在分词的准确性上有明显提升，也是PaddlePaddle 在中文 NLP 领域长期深耕的体现。
DAM
在自然语言处理很多场景中，需要度量两个文本在语义上的相似度，这类任务通常被称为语义匹配。例如在搜索中根据查询与候选文档的相似度对搜索结果进行排序，文本去重中文本与文本相似度的计算，自动问答中候选答案与问题的匹配等。
DAM (Deep Attention Matching Network)为百度自然语言处理部发表于ACL-2018的工作，用于检索式聊天机器人多轮对话中应答的选择。DAM受Transformer的启发，其网络结构完全基于注意力(attention)机制，利用栈式的self-attention结构分别学习不同粒度下应答和语境的语义表示，然后利用cross-attention获取应答与语境之间的相关性，在两个大规模多轮对话数据集上的表现均好于其它模型。
MM-DNN
MM-DNN 模型的主要任务是计算 query 、检索结果和推荐内容。计算query 与搜索结果的相似度在整个排序任务中是非常重要的权重。该模型的开源版本无论是在训练效果还是训练速度上都有明显优势。百度搜索业务中也涉及了这一算法模型。
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