该文档的目的是对变压器体系结构和算法的独立，数学精确的概述（*非*结果）。它涵盖了变压器是什么，他们的训练方式，使用的方式，其关键架构组件以及最突出的模型的预览。假定读者熟悉基本的ML术语和更简单的神经网络体系结构，例如MLP。

Transformers-based models, such as BERT, have been one of the most successful deep learning models for NLP. Unfortunately, one of their core limitations is the quadratic dependency (mainly in terms of memory) on the sequence length due to their full attention mechanism. To remedy this, we propose, BIGBIRD, a sparse attention mechanism that reduces this quadratic dependency to linear. We show that BIGBIRD is a universal approximator of sequence functions and is Turing complete, thereby preserving these properties of the quadratic, full attention model. Along the way, our theoretical analysis reveals some of the benefits of having O(1) global tokens (such as CLS), that attend to the entire sequence as part of the sparse attention mechanism. The proposed sparse attention can handle sequences of length up to 8x of what was previously possible using similar hardware. As a consequence of the capability to handle longer context, BIGBIRD drastically improves performance on various NLP tasks such as question answering and summarization. We also propose novel applications to genomics data.

We introduce a new language representation model called BERT, which stands for Bidirectional Encoder Representations from Transformers. Unlike recent language representation models (Peters et al., 2018a;Radford et al., 2018), BERT is designed to pretrain deep bidirectional representations from unlabeled text by jointly conditioning on both left and right context in all layers. As a result, the pre-trained BERT model can be finetuned with just one additional output layer to create state-of-the-art models for a wide range of tasks, such as question answering and language inference, without substantial taskspecific architecture modifications.BERT is conceptually simple and empirically powerful. It obtains new state-of-the-art results on eleven natural language processing tasks, including pushing the GLUE score to 80.5% (7.7% point absolute improvement), MultiNLI accuracy to 86.7% (4.6% absolute improvement), SQuAD v1.1 question answering Test F1 to 93.2 (1.5 point absolute improvement) and SQuAD v2.0 Test F1 to 83.1 (5.1 point absolute improvement).

目前，用于训练语言模型的最广泛的神经网络架构是所谓的BERT，导致各种自然语言处理（NLP）任务的改进。通常，BERT模型中的参数的数量越大，这些NLP任务中获得的结果越好。不幸的是，内存消耗和训练持续时间随着这些模型的大小而大大增加。在本文中，我们调查了较小的BERT模型的各种训练技术：我们将不同的方法与Albert，Roberta和相对位置编码等其他BERT变体相结合。此外，我们提出了两个新的微调修改，导致更好的性能：类开始终端标记和修改形式的线性链条条件随机字段。此外，我们介绍了整个词的注意力，从而降低了伯特存储器的使用，并导致性能的小幅增加，与古典的多重关注相比。我们评估了这些技术的五个公共德国命名实体识别（NER）任务，其中两条由这篇文章引入了两项任务。

我们提出了一项合成任务，乐高（学习平等和小组操作），该任务封装了遵循推理链的问题，我们研究了变压器体系结构如何学习这项任务。我们特别注意数据效应，例如预处理（看似无关的NLP任务）和数据集组成（例如，训练和测试时间时的链长度不同），以及体系结构变体，例如重量绑定层或添加卷积组件。我们研究了受过训练的模型最终如何在任务中取得成功，尤其是我们能够在某种程度上（一定程度地）理解一些注意力头以及网络中的信息如何流动。基于这些观察结果，我们提出了一个假设，即在这里进行预训练仅是因为是智能初始化而不是网络中存储的深层知识。我们还观察到，在某些数据制度中，受过训练的变压器发现“快捷方式”解决方案遵循推理链，这阻碍了该模型将其推广到主要任务的简单变体的能力，而且我们发现人们可以防止适当的快捷方式架构修改或仔细的数据准备。在我们的发现的激励下，我们开始探索学习执行C程序的任务，在此过程中，对变压器进行了卷积修改，即在密钥/查询/值图中添加卷积结构，显示出令人鼓舞的优势。

“感应头”是注意力头，它实现了一种简单的算法来完成令牌序列，例如[a] [b] ... [a] - > [b]。在这项工作中，我们提供了一个假设的初步和间接证据，即诱导头可能构成大型大型变压器模型中所有“文本学习”中大多数的机制（即减少在增加代币指数时损失的损失）。我们发现，诱导头在与秘密学习能力突然急剧上的急剧上升的位置完全相同，这是训练损失的颠簸。我们提出了六种互补的证据，认为诱导头可能是任何大小的变压器模型中一般性内部学习的机理来源。对于仅关注的小型模型，我们提供了有力的因果证据。对于具有MLP的较大模型，我们提供相关证据。

Transfer learning, where a model is first pre-trained on a data-rich task before being finetuned on a downstream task, has emerged as a powerful technique in natural language processing (NLP). The effectiveness of transfer learning has given rise to a diversity of approaches, methodology, and practice. In this paper, we explore the landscape of transfer learning techniques for NLP by introducing a unified framework that converts all text-based language problems into a text-to-text format. Our systematic study compares pre-training objectives, architectures, unlabeled data sets, transfer approaches, and other factors on dozens of language understanding tasks. By combining the insights from our exploration with scale and our new "Colossal Clean Crawled Corpus", we achieve state-of-the-art results on many benchmarks covering summarization, question answering, text classification, and more. To facilitate future work on transfer learning for NLP, we release our data set, pre-trained models, and code.

本教程展示了工作流程，将文本数据纳入精算分类和回归任务。主要重点是采用基于变压器模型的方法。平均长度为400个单词的车祸描述的数据集，英语和德语可用，以及具有简短财产保险索赔的数据集用来证明这些技术。案例研究应对与多语言环境和长输入序列有关的挑战。他们还展示了解释模型输出，评估和改善模型性能的方法，通过将模型调整到应用程序领域或特定预测任务。最后，该教程提供了在没有或仅有少数标记数据的情况下处理分类任务的实用方法。通过使用最少的预处理和微调的现成自然语言处理（NLP）模型的语言理解技能（NLP）模型实现的结果清楚地证明了用于实际应用的转移学习能力。

我们介绍了块状变压器，该变压器以序列的反复方式应用变压器层，并且相对于序列长度具有线性复杂性。我们的复发单元在训练过程中在代币的块而不是单个令牌上运行，并利用块内并行计算，以便有效利用加速器硬件。单元本身非常简单。它仅仅是一个变压器层：它使用自我注意事项和交叉注意力来有效计算大量状态向量和令牌上的复发函数。我们的设计部分受到LSTM单元的启发，它使用LSTM风格的大门，但它可以将典型的LSTM单元缩放为几个数量级。我们的复发实现在计算时间和参数计数中都具有相同的成本作为传统的变压器层，但是在很长的序列中，语言建模任务中的语言建模任务的困惑极大地改善了。我们的模型比远程变压器XL基线的表现宽大，同时运行的速度是两倍。我们证明了它在PG19（书籍），Arxiv论文和GitHub源代码上的有效性。我们的代码已发布为开​​源。

现代机器学习算法能够提供非常精确的点预测的;然而，问题仍然是其统计的可靠性。不同于传统的机器学习方法，适形的预测算法返回置信集（即，集值的预测），其对应于给定的显着水平。此外，这些置信集在这个意义上，它们保证有限样本控制1型误差的概率，从而允许医生选择在可接受的误差率有效。在本文中，我们提出了感应式保形预测（ICP）算法用于文本充填和部分的语音（POS）预测自然语言数据的任务。我们从变压器（BERT）和词性标注和文字充填新形预测增强BERT算法双向长短期记忆（BiLSTM）算法构建新的适形预测增强的双向编码表示。我们分析的算法采用Brown语料库，其中包含超过57000句模拟性能。我们的研究结果表明，ICP算法能够产生有效的集值预测是小到足以适用于现实世界的应用。我们也为我们提出了集值预测如何提高机器生成的音频转录一个真实数据的例子。

在培训数据中拟合复杂的模式，例如推理和争议，是语言预训练的关键挑战。根据最近的研究和我们的经验观察，一种可能的原因是训练数据中的一些易于适应的模式，例如经常共同发生的单词组合，主导和伤害预训练，使模型很难适合更复杂的信息。我们争辩说，错误预测可以帮助找到危害语言理解的这种主导模式。当发生错误预测时，应该经常与导致MIS预测的模型拟合的MIS预测字相同的模式。如果我们可以添加正规化以培训模型，当MIS预测发生并更多地对待更微妙的模式时，可以在更多信息上缩小到这种主导模式时，可以在预训练中有效地安装更多信息。在此动机之后，我们提出了一种新的语言预培训方法，错误预测作为伤害警报（MPA）。在MPA中，当在预训练期间发生错误预测时，我们使用其共同发生信息来指导自我关注模块的多个头部。变压器模块中的一些自我关注头经过优化，以将更低的注意重量分配给频繁地在误报中的输入句子中的单词，同时将更高权重分配给另一个单词。通过这样做，变压器模型训练，以依赖于主导的频繁共同发生模式，而在误报中，当发生错误预测时，在剩余更复杂的信息上更加关注更多。我们的实验表明，MPA加快了伯特和电器的预训练，并提高了他们对下游任务的表现。

我用Hunglish2语料库训练神经电脑翻译任务的模型。这项工作的主要贡献在培训NMT模型期间评估不同的数据增强方法。我提出了5种不同的增强方法，这些方法是结构感知的，这意味着而不是随机选择用于消隐或替换的单词，句子的依赖树用作增强的基础。我首先关于神经网络的详细文献综述，顺序建模，神经机翻译，依赖解析和数据增强。经过详细的探索性数据分析和Hunglish2语料库的预处理之后，我使用所提出的数据增强技术进行实验。匈牙利语的最佳型号达到了33.9的BLEU得分，而英国匈牙利最好的模型达到了28.6的BLEU得分。

Recent progress in pre-trained neural language models has significantly improved the performance of many natural language processing (NLP) tasks. In this paper we propose a new model architecture DeBERTa (Decoding-enhanced BERT with disentangled attention) that improves the BERT and RoBERTa models using two novel techniques. The first is the disentangled attention mechanism, where each word is represented using two vectors that encode its content and position, respectively, and the attention weights among words are computed using disentangled matrices on their contents and relative positions, respectively. Second, an enhanced mask decoder is used to incorporate absolute positions in the decoding layer to predict the masked tokens in model pre-training. In addition, a new virtual adversarial training method is used for fine-tuning to improve models' generalization. We show that these techniques significantly improve the efficiency of model pre-training and the performance of both natural language understand (NLU) and natural langauge generation (NLG) downstream tasks. Compared to RoBERTa-Large, a DeBERTa model trained on half of the training data performs consistently better on a wide range of NLP tasks, achieving improvements on MNLI by +0.9% (90.2% vs. 91.1%), on SQuAD v2.0 by +2.3% (88.4% vs. 90.7%) and RACE by +3.6% (83.2% vs. 86.8%). Notably, we scale up DeBERTa by training a larger version that consists of 48 Transform layers with 1.5 billion parameters. The significant performance boost makes the single DeBERTa model surpass the human performance on the SuperGLUE benchmark (Wang et al., 2019a) for the first time in terms of macro-average score (89.9 versus 89.8), and the ensemble DeBERTa model sits atop the SuperGLUE leaderboard as of January 6, 2021, outperforming the human baseline by a decent margin (90.3 versus 89.8). The pre-trained DeBERTa models and the source code were released at: https://github.com/microsoft/DeBERTa 1 .

随着越来越多的可用文本数据，能够自动分析，分类和摘要这些数据的算法的开发已成为必需品。在本研究中，我们提出了一种用于关键字识别的新颖算法，即表示给定文档的关键方面的一个或多字短语的提取，称为基于变压器的神经标记器，用于关键字识别（TNT-KID）。通过将变压器架构适用于手头的特定任务并利用域特定语料库上的预先磨损的语言模型，该模型能够通过提供竞争和强大的方式克服监督和无监督的最先进方法的缺陷在各种不同的数据集中的性能，同时仅需要最佳执行系统所需的手动标记的数据。本研究还提供了彻底的错误分析，具有对模型内部运作的有价值的见解和一种消融研究，测量关键字识别工作流程的特定组分对整体性能的影响。

近年来BERT显示明显的优势，在自然语言处理任务的巨大潜力。然而，培训和应用BERT需要计算上下文语言表示，这阻碍了它的普遍性和适用性密集的时间和资源。为了克服这个瓶颈，我们采用窗口屏蔽机制立正层提出了深刻的双向语言模型。这项工作计算上下文的语言表示，而没有随意屏蔽一样在BERT和保持深双向架构类似BERT。为了计算相同的句子表示，我们的方法显示出O（n）的复杂性相比少其他基于变压器的型号O（$ N ^ $ 2）。为了进一步显示其优越性，计算在CPU环境背景下的语言表述中进行，通过短信分类方面使用的嵌入，从所提出的方法，logistic回归显示更高的精度。 Moverover，所提出的方法也实现了语义相似任务显著更高的性能。

食物对于人类生存至关重要。如此之多，以至于我们开发了不同的食谱来满足我们的口味需求。在这项工作中，我们提出了一种新颖的方式，可以使用变压器（特别是自动回归语言模型）从头开始创建新的细餐食谱。考虑到一小部分食物食谱数据集，我们尝试训练模型以识别烹饪技术，提出新颖的食谱并测试用最小数据进行微调的功能。

考虑了基于高维预测器的模式识别。定义了基于变压器编码器的分类器。分析了分类器朝向最佳错误分类概率的分类器的错误分类概率的收敛速率。结果表明，该分类器能够规避维度的诅咒，只要血管升性概率满足合适的分层组成模型。此外，通过考虑自然语言处理中的分类问题，理论上地在本文中地分析的变压器分类器之间的变压器分类器之间的差异，通过考虑自然语言处理中的分类问题来说明。

本文对过去二十年来对自然语言生成（NLG）的研究提供了全面的审查，特别是与数据到文本生成和文本到文本生成深度学习方法有关，以及NLG的新应用技术。该调查旨在（a）给出关于NLG核心任务的最新综合，以及该领域采用的建筑;（b）详细介绍各种NLG任务和数据集，并提请注意NLG评估中的挑战，专注于不同的评估方法及其关系;（c）强调一些未来的强调和相对近期的研究问题，因为NLG和其他人工智能领域的协同作用而增加，例如计算机视觉，文本和计算创造力。

在过去的几年中，使用机器学习的编程语言处理（PLP）取得了广泛的改进。越来越多的人有兴趣探索这个有前途的领域。但是，对于新的研究人员和开发人员来说，要找到合适的组件来构建自己的机器学习管道，鉴于要解决的多样化的PLP任务，已发布大量数据集和模型，以及一组复杂的编译器或工具。涉及。为了改善机器学习组件的可发现性，可访问性，互操作性和可重复性（公平性），我们在基于机器学习的PLP领域中收集和分析了一组代表性论文。然后，我们确定并表征关键概念，包括PLP任务，模型架构和支持工具。最后，我们展示了一些利用可重复使用的组件来构建机器学习管道以解决一组PLP任务的例子。

语言模型是通过有限的输入集定义的，当我们尝试扩展支持语言的数量时，该输入会产生词汇瓶颈。解决此瓶颈会导致在嵌入矩阵中可以表示的与输出层中的计算问题之间的权衡。本文介绍了基于像素的语言编码器Pixel，这两个问题都没有遭受这些问题的影响。 Pixel是一种验证的语言模型，可将文本作为图像呈现，使基于拼字法相似性或像素的共激活的语言传输表示形式。 Pixel经过训练可以重建蒙版贴片的像素，而不是预测令牌上的分布。我们在与BERT相同的英语数据上为8600万参数像素模型预告，并对包括各种非拉丁语脚本在内的类型上多样化的语言中的句法和语义任务进行了评估。我们发现，Pixel在预读取数据中找不到的脚本上的句法和语义处理任务大大优于BERT，但是在使用拉丁文脚本时，Pixel比BERT稍弱。此外，我们发现像素对嘈杂的文本输入比bert更强大，进一步证实了用像素建模语言的好处。