Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
最先端NLP2020: Dice Loss for Data-imbalanced NLP ...
Search
tatHi
September 25, 2020
Research
0
1.8k
最先端NLP2020: Dice Loss for Data-imbalanced NLP Tasks
Japanese presentation introducing "Dice Loss for Data-imbalanced NLP Tasks".
tatHi
September 25, 2020
Tweet
Share
More Decks by tatHi
See All by tatHi
SNLP2023: From Characters to Words: Hierarchical Pre-trained Language Model for Open-vocabulary Language Understanding
tathi
0
370
最長一致法のためのサブワード正則化手法(MaxMatch-Dropout)とその周辺の話
tathi
1
600
最先端NLP2022: Rare Tokens Degenerate All Tokens: Improving Neural Text Generation via Adaptive Gradient Gating for Rare Token Embeddings
tathi
1
580
テキストベクトルの重み付けを用いたタスクに対する単語分割の最適化
tathi
1
780
要点を聞いてもらえるプレゼンを作ろう
tathi
13
5.9k
Task-Oriented Word Segmentation (Presentation for Doctoral Dissertation)
tathi
3
590
論文紹介: Fast WordPiece Tokenization
tathi
0
500
最先端NLP2021: How Good is Your Tokenizer? On the Monolingual Performance of Multilingual Language Models
tathi
0
620
文系的な興味を理系的な達成目標に変換する
tathi
7
4.6k
Other Decks in Research
See All in Research
メタヒューリスティクスに基づく汎用線形整数計画ソルバーの開発
snowberryfield
3
680
한국어 오픈소스 거대 언어 모델의 가능성: 새로운 시대의 언어 이해와 생성
inureyes
PRO
0
140
打率7割を実現する、プロダクトディスカバリーの7つの極意(pmconf2024)
geshi0820
0
190
Elix, CBI2024, スポンサードセッション, Molecular Glue研究の展望:近年の進展とAI活用の可能性
elix
0
120
CVPR2024 参加報告
kwchrk
0
150
湯村研究室の紹介2024 / yumulab2024
yumulab
0
370
渋谷Well-beingアンケート調査結果
shibuyasmartcityassociation
0
380
非ガウス性と非線形性に基づく統計的因果探索
sshimizu2006
0
480
Practical The One Person Framework
asonas
1
1.9k
機械学習でヒトの行動を変える
hiromu1996
1
450
Weekly AI Agents News! 12月号 プロダクト/ニュースのアーカイブ
masatoto
0
240
Weekly AI Agents News! 10月号 プロダクト/ニュースのアーカイブ
masatoto
1
180
Featured
See All Featured
CSS Pre-Processors: Stylus, Less & Sass
bermonpainter
356
29k
The Power of CSS Pseudo Elements
geoffreycrofte
74
5.4k
Speed Design
sergeychernyshev
25
740
Fireside Chat
paigeccino
34
3.1k
Templates, Plugins, & Blocks: Oh My! Creating the theme that thinks of everything
marktimemedia
28
2.2k
What’s in a name? Adding method to the madness
productmarketing
PRO
22
3.2k
Site-Speed That Sticks
csswizardry
3
270
A Modern Web Designer's Workflow
chriscoyier
693
190k
Sharpening the Axe: The Primacy of Toolmaking
bcantrill
38
1.9k
The Art of Programming - Codeland 2020
erikaheidi
53
13k
A designer walks into a library…
pauljervisheath
205
24k
How to train your dragon (web standard)
notwaldorf
89
5.8k
Transcript
Dice Loss for Data-imbalanced NLP Tasks Xiaoya Li, Xiaofei Sun,
Yuxian Meng, Junjun Liang, Fei Wu, Jiwei Li (ACL2020) Presenter: 平岡達也(東⼯⼤岡崎研D2) 2020/9/21 最先端NLP2020 1
まとめると • 問題: • (1) NLPタスクにおけるラベルの偏りがもたらす性能低下 • (2) easy-exampleに偏った学習を⾏うことによる性能低下 •
→これらは⼀般的に使⽤されるCross Entropy Lossでは考慮できない • 解決⽅策: • (1) Dice係数に基づくロス(Dice Loss)を導⼊し, ラベルの偏りを考慮した学習を⾏う. • (2) Focal Lossを応⽤することで, easy-exampleに学習が偏らない損失関数へとDice Lossを拡張 • 結果: • 複数のタスクで性能向上に寄与 • POS, NER, Reading comprehension, Paraphrase identification 2020/9/21 最先端NLP2020 2
NLPタスクにおける偏ったラベル⽐ • POS • ほとんどがNOUN • NER • ほとんどがOタグ •
Sentiment • ほとんどがpositive 2020/9/21 最先端NLP2020 3
偏ったラベル⽐が引き起こす⼆つの問題 1. 学習と評価の乖離 • 学習時は各サンプルをCross Entropy Lossで学習するため,サンプル 数の多いラベルに予測が傾く. • 評価ではF1値を⽤いるため,偏った予測に対するペナルティがある.
2. Easy negative exampleを重点的に学習 • 特定のラベルに偏ったデータではeasy-exampleが多くなる • 偏ったラベルの中の特に簡単なサンプルを重点的に学習してしまう 2020/9/21 最先端NLP2020 4
偏ったラベル⽐が引き起こす⼆つの問題 1. 学習と評価の乖離 • 学習時は各サンプルをCross Entropy Lossで学習するため,サンプル 数の多いラベルに予測が傾く. • 評価ではF1値を⽤いるため,偏った予測に対するペナルティがある.
• →(1) F1 scoreに関係する損失(Dice loss)で学習する 2. Easy negative exampleを重点的に学習 • 特定のラベルに偏ったデータではeasy-exampleが多くなる • 偏ったラベルの中の特に簡単なサンプルを重点的に学習してしまう • →(2) ⾃信を持って正解できる事例の損失に重みをつける (Focal lossに由来) 2020/9/21 最先端NLP2020 5
(1) Dice Loss [1/3] • ⽬的:学習損失と評価に⽤いるF1 scoreのギャップを埋める • ⽅法:F1 scoreに基づいた損失を設計
• Dice Similarity Coefficient (DSC) • ※⼆値分類の場合 A: モデルが正と予測した 事例の集合 B: 実際の正例の集合 と考えると 2020/9/21 最先端NLP2020 6
(1) Dice Loss [2/3] • ⽬的:学習損失と評価に⽤いるF1 scoreのギャップを埋める • ⽅法:F1 scoreに基づいた損失を設計
• Dice Similarity Coefficient (DSC) • ※⼆値分類の場合 A: モデルが正と予測した 事例の集合 B: 実際の正例の集合 と考えると A B AとBが完全に重なるときに (, )が最⼤ →負例に偏った予測をしていると ペナルティがある 2020/9/21 最先端NLP2020 7
(1) Dice Loss [3/3] • ⽬的:学習損失と評価に⽤いるF1 scoreのギャップを埋める • ⽅法:F1 scoreに基づいた損失を設計
• Dice Loss (DL) 事例! が正例ラベル1である予測確率 事例! が正例である時に1,その他で0 ⼀つの事例! についてのDSC データ全体でのDice Loss (! )をデータ全体で計算. !" # , !" # は学習が早くなるテクニック 2020/9/21 最先端NLP2020 8
(2) Self-adjusting Dice Loss [1/2] • 問題:easy-exampleに学習が偏る • 現象: •
⼆値分類の場合,正負のラベルを予測するためにはラベルの予測確率 が0.5より少しでも⼤きいか・⼩さければ良い. • Easy-example(例えばeasy-negative)が多い場合,予測確率が0に なるようにどんどん学習されてしまう • 例えば正例確率が0.1で⼗分に分類できているにもかかわらず,0.0に確率を近 づけるような損失が働く • →0.5付近の予測が0側に引っ張られてしまい,識別が難しくなる • (hard-negative, positiveの分類が難しくなる) • Easy-exampleはラベルが⼤きく偏っている場合に発⽣する 2020/9/21 最先端NLP2020 9
(2) Self-adjusting Dice Loss [2/2] • ⽬的:easy-exampleに学習が偏ることを防ぐ • ⽅法:モデルの予測確率でロスに重みをつけ, ⾃信を持って予測できる事例の損失を下げる
• 正例に対して,最低限の !" = 0.5を予測できるようする 2020/9/21 最先端NLP2020 10 DL DSC
Experiments (POS) • 中国語のPOSタグ付データセット • 他にもNER・読解・分類タスクで性能向上を確認 2020/9/25 最先端NLP2020 11
vs. Data augmentation • Paraphrase identification dataset QQP (⼆値分類) •
データ拡張・縮⼩を⾏ったデータセットで実験 • ラベルが均等になるようなデータ拡張を⾏わなくとも, DSCだけでそこそこの性能向上が得られる 訓練事例数 363,871 458,477 458,477 269,165 458,477(?) pos/neg⽐ 37% 63% 50% 50% 21% 79% 50% 50% 50% 50% 2020/9/21 最先端NLP2020 12
まとめ • ラベルが偏ったデータを学習するためにDiceLossを提案 • 評価で使⽤されるF1 scoreと同様の⽬的関数によりギャップを無くす • Focal Lossを応⽤し,easy-exampleの影響を減らす •
POSタグ付,NERなどの多値分類タスクで性能向上 • Data Augmentationせずとも,ラベルの偏りの影響を軽減した 学習が可能 • Generationタスクに応⽤できるか? • ラベル数(語彙)が⼤きすぎて難しい? 2020/9/21 最先端NLP2020 13