mobilebert-ja

MobileBERT 日本語事前学習済みモデル爆誕！！

AI関係の仕事をしている櫻本です。
2020年に発表されたBERTの発展型モデルの一つである「MobileBERT」の、日本語事前学習済みモデルを構築しました。
このページを見つけた方はかなりラッキーですから、ぜひ一度使ってみてください！！
BERTの推論速度の遅さを嘆いている方にお薦めです。

利用方法

既にtransformersでBERTを利用されている方向けの説明です。
トークナイザは東北大学さんのモデル(cl-tohoku/bert-large-japanese)からお借りしましたのでご指定ください。
後は、BertForなんちゃら～のクラスをMobileBertForなんちゃら～に直して、このリポジトリを指定するだけです！

tokenizer = BertJapaneseTokenizer.from_pretrained("cl-tohoku/bert-large-japanese")
model = MobileBertForSequenceClassification.from_pretrained("ysakuramoto/mobilebert-ja") # 文書分類の場合

(注意：文書分類などのタスクに利用するには、ファインチューニングが必要です)

BERTとの性能比較

文書分類と固有表現抽出について、ファインチューニング・性能評価を行いました。
参考程度にご覧ください。(ファインチューニング後の性能を保証するものではありません)

• 文書分類(MobileBertForSequenceClassification) |メトリック|BERT|MobileBERT(高速化前)|MobileBERT(高速化後)| |-----------|-----------| ------- | -------- | |学習時間(s)|585.0|399.7|-| |推論時間(s)|259.0|108.7|70.5| |精度|86.4%|85.5%|86.4%| |モデルファイルサイズ(MB)|440.2|-|41.8|

  • 条件
    • ライブドアニュースコーパスのタイトルとカテゴリで学習・推論。
    • 比較対象のBERTモデルは東北大学さんの"cl-tohoku/bert-base-japanese-whole-word-masking"。
    • 推論データ n=1,474。精度はAccuracy
    • 学習パラメータ: エポック数=10, lr=1e-4
    • 推論時の高速化として、枝刈り(-20%)・量子化・jitコンパイルを実施。
    • Google Colabにて、学習にGPU、推論にCPUを利用。バッチ処理でなく1件ずつ推論。
    • それぞれ、学習～推論を3回実施した平均値。

• 固有表現抽出(MobileBertForTokenClassification) |メトリック|BERT|MobileBERT(高速化前)|MobileBERT(高速化後)| |-----------|-----------| ------- | -------- | |学習時間(s)|428.0|294.0|-| |推論時間(s)|163.5|78.4|40.9| |精度|86.4%|82.5%|83.3%| |モデルファイルサイズ(MB)|440.2|-|41.8|

  • 条件
    • ストックマーク社さんのwikipediaデータセットで学習・推論。(https://github.com/stockmarkteam/ner-wikipedia-dataset)
    • 比較対象のBERTモデルは東北大学さんの"cl-tohoku/bert-base-japanese-whole-word-masking"。
    • 推論データ n=2,140。精度は完全一致のf-measure
    • 学習パラメータ: エポック数=10, lr=1e-4
    • 推論時の高速化として、枝刈り(-20%)・量子化・jitコンパイルを実施。
    • Google Colabにて、学習にGPU、推論にCPUを利用。バッチ処理でなく1件ずつ推論。
    • それぞれ、学習～推論を3回実施した平均値。

モデルの説明

• モデルの構造
  • 論文中の"MobileBERT"構造に従いました。(論文中にはMobileBERT_TINYというバージョンもありますがそちらではないです)
    • 論文中のTable.1 をご確認ください。 https://arxiv.org/abs/2004.02984
• 学習に利用したデータ
  • 東北大学さんが公開されている方法で、2021年8月時点のwikipediaデータを加工・利用しました。
    • 東北大学さんのgithub https://github.com/cl-tohoku/bert-japanese
• トークナイザ
  • 東北大学さんのモデル"cl-tohoku/bert-large-japanese"からお借りしました。vocab sizeは32,768です。
• 学習方法
  • Google ColabからTPUを用いて学習しました。
    1. IB-BERT_LARGEをlr=5e-4で1Mステップ学習しました。
    2. IB-BERT_LARGEを240kステップ蒸留後、mobileBERTをlr=5e-4で2Mステップ学習しました。
  • トータルで2ヶ月半くらいかかりました。。エラー出まくってつらかったです。

ライセンス

CC-BY SA 3.0
トークナイザについては東北大学さんのモデル"cl-tohoku/bert-large-japanese"からお借りしました。

免責

このモデルを利用・参照することで発生したあらゆる不都合や損害について、一切の責任を負いかねます。