Transformers 框架 Pipeline 任务详解(四):问答(question-answering)
摘要:本文深入介绍了 Transformers 框架中的 question-answering 任务,涵盖任务简介、应用场景如智能助手和客户服务、任务配置与模型选择、实战代码示例,以及如何利用 Gradio 创建 WebUI 界面,使用户能通过浏览器实时获取问答结果。文章旨在帮助读者快速掌握使用 Transformers 构建高效问答系统的方法……
在自然语言处理领域,问答系统是一项关键的技术,它旨在根据给定的问题从文本中找到最准确的答案。借助 Hugging Face 的 Transformers 框架的 Pipeline API,我们可以快速地搭建一个强大的问答系统,而无需深入理解背后的复杂模型结构和算法细节。本文将详细探讨 Transformers 框架中的question-answering
任务,包括任务描述、应用场景、配置指南以及实战案例。
1. 任务简介
question-answering
任务的目标是,对于一个给定的问题,从上下文中抽取最合适的答案。例如:
- 信息检索:用户询问“谁是《哈利·波特》的作者?”,系统应当能够从提供的文本或文档集合中找出答案“J.K.罗琳”。
- 知识查询:当问到“太阳是由什么组成的?”时,系统应能回答出“氢和氦”。
为了完成这一任务,通常需要以下步骤:
- 问题解析:理解问题的意图和要求。
- 上下文分析:识别并理解包含潜在答案的文本段落。
- 答案提取:从上下文中定位并提取最符合问题的答案。
根据 Hugging Face 官网的数据,当前已有超过12,624个question-answering
模型,这些模型已经在大量的文本数据上进行了微调,以更好地适应特定的任务需求:
2. 应用场景
问答系统广泛应用于多个行业和领域,以下是几个典型的应用实例:
- 智能助手:像 Siri、Alexa 和 Google Assistant 这样的虚拟助手可以使用问答技术来响应用户的提问,提供即时的帮助和信息。
- 教育辅导:在线学习平台可以集成问答功能,帮助学生解决学习过程中遇到的问题,或者为教师提供教学辅助。
- 客户服务:企业可以通过聊天机器人自动回复客户咨询,提高服务效率,降低运营成本。
- 医疗健康:通过问答系统,患者可以获得关于疾病预防、治疗方案等基本医疗信息,促进自我健康管理。
- 法律咨询:律师或法律顾问可以利用问答工具快速查找相关的法律法规和案例,提升工作效率。
3. 任务配置
在 Transformers 框架中,question-answering
任务的配置相对简单。下面是从源代码中摘录的相关配置示例(位于./transformers/pipelines/__init__.py
文件):
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
| SUPPORTED_TASKS = {
# 其他省略......
"question-answering": {
"impl": QuestionAnsweringPipeline,
"tf": (TFAutoModelForQuestionAnswering,) if is_tf_available() else (),
"pt": (AutoModelForQuestionAnswering,) if is_torch_available() else (),
"default": {
"model": {
"pt": ("distilbert/distilbert-base-cased-distilled-squad", "564e9b5"),
"tf": ("distilbert/distilbert-base-cased-distilled-squad", "564e9b5"),
},
},
"type": "text",
},
# 其他省略......
}
|
默认情况下,Transformers 框架会使用distilbert-base-cased-distilled-squad
作为question-answering
任务的预训练模型。这个模型是在 SQuAD 数据集上进行过微调的 DistilBERT 版本,特别适用于英文的问答任务。
4. 问答实战
确保您已经安装了 Transformers 库和其他必要的依赖包:
1
| pip install transformers torch
|
方法一:自动下载模型
如果您的网络环境允许,可以直接从 Hugging Face 下载模型并创建 Pipeline 任务。如下老牛同学使用 Hugging Face 镜像网站自动下载模型:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
| import os
# 设置代理
os.environ["HF_ENDPOINT"] = "https://hf-mirror.com"
# 设置本地缓存目录
cache_dir = os.path.join('D:', os.path.sep, 'ModelSpace', 'Cache')
os.environ['HF_HOME'] = cache_dir
from transformers import pipeline
# 创建Pipeline任务
nlp = pipeline("question-answering", model="distilbert/distilbert-base-cased-distilled-squad")
# 执行问答任务
if __name__ == "__main__":
# 上下文
context = r"""
Extractive Question Answering is the task of extracting an answer from a text given a question.
An example of a question answering dataset is the SQuAD dataset, which is entirely based on that task.
If you would like to fine-tune a model on a SQuAD task,
you may leverage the examples/pytorch/question-answering/run_squad.py script.
"""
# 执行任务
result = nlp(context=context, question="What is a good example of a question answering dataset?")
print(result)
# 输出:{'score': 0.5152314901351929, 'start': 155, 'end': 168, 'answer': 'SQuAD dataset'}
|
输出结果包含了四个关键部分:
score
: 表示模型对于所找到答案的信心程度,范围从 0 到 1。数值越接近 1,意味着模型对这个答案的准确性越有信心。在这个例子中,score: 0.5152314901351929
表明模型比较确信“SQuAD dataset”是正确答案。
start
: 指定了答案在上下文字符串中的起始位置(以字符为单位)。例如,在提供的上下文中,“SQuAD dataset”的第一个字符位于索引 155 处。注意,这个索引是从 0 开始计数的,也就是说,文本的第一个字符的位置是 0。
end
: 给出了答案在上下文字符串中的结束位置(同样以字符为单位),但需要注意的是,这个索引是指答案最后一个字符之后的位置。
answer
: 给出了模型认为的答案文本。在这个例子中,答案是“SQuAD dataset”,即数据集样本。
方法二:自主下载模型
如果您希望使用本地模型文件,可以按照以下步骤操作:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
| from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForQuestionAnswering, pipeline
import os
# 下载模型目录
model_dir = '/models/question_answering'
# 加载分词器和模型
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_dir, local_files_only=True)
model = AutoModelForQuestionAnswering.from_pretrained(model_dir, torch_dtype="auto", device_map="auto", local_files_only=True)
# 创建Pipeline任务
nlp = pipeline("question-answering", tokenizer=tokenizer, model=model)
# 后续用法与自动下载相同
|
5. WebUI 界面
为了能使用question-answering
Pipeline 任务的体验更好,或者进行模型演示,我们可以使用 Gradio 创建一个直观的 WebUI 界面。以下是创建界面的代码示例:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
| import sys
# 直接复用Pipeline实例
sys.path.append("./")
pipeline = __import__("04-question-answering")
import gradio as gr
# 定义问答函数
def answer_question(question, context):
result = pipeline.nlp(question=question, context=context)
return f"答案: {result['answer']}, 置信度: {result['score']:.4f}"
# 创建Gradio界面
with gr.Blocks() as demo:
gr.Markdown("# 问答系统")
gr.Markdown(
"这是一个基于Transformers框架的问答工具。您可以输入一个问题和一段文本,点击“提交”按钮后,系统将尝试从中找到答案。")
with gr.Row():
input_context = gr.Textbox(placeholder="请输入相关文本...", label="上下文")
with gr.Row():
input_question = gr.Textbox(placeholder="请输入您的问题...", label="问题")
with gr.Row():
submit_button = gr.Button("提交")
with gr.Row():
output_answer = gr.Label(label="答案")
# 设置按钮点击事件,触发问答函数
submit_button.click(answer_question, inputs=[input_question, input_context], outputs=output_answer)
# 启动Gradio应用
if __name__ == "__main__":
demo.launch()
|
运行上述代码,我们可以看到 URL 信息:
1
2
3
| * Running on local URL: http://127.0.0.1:7860
To create a public link, set `share=True` in `launch()`.
|
通过浏览器打开地址,就可以通过可视化的方式进行词元分类了:
如果想要分享给更多人,可以在 launch()
函数中设置 share=True
参数,Gradio 将生成一个公开链接供他人访问。
6. 总结
本文全面介绍了 Transformers 框架中的question-answering
任务,从基础概念到实际应用,再到如何构建和部署一个交互式的问答系统。无论是在智能助手、教育辅导还是客户服务等领域,Transformers 框架都能为我们提供强有力的支持,助力我们快速实现高效的问答解决方案。
老牛同学将持续为大家带来更多有关 Pipeline 任务的文章(共28篇)。如果您有任何疑问或建议,请随时在评论区留言交流!
Transformers 框架:
01.包和对象加载中的设计巧思与实用技巧
02.AutoModel 初始化及 Qwen2.5 模型加载全流程
03.Qwen2.5 大模型的 AutoTokenizer 技术细节
04.Qwen2.5/GPT 分词流程与 BPE 分词算法技术细节
05.嵌入(Embedding)机制和 Word2Vec 实战
Pipeline NLP 任务:
零·概述 丨 01.文本转音频 丨 02.文本分类 丨 03.词元分类和命名实体识别
往期推荐文章:
Bolt.new 用一句话快速构建全栈应用:本地部署与应用实战(Ollama/Qwen2.5 等)
基于 Qwen2.5-Coder 模型和 CrewAI 多智能体框架,实现智能编程系统的实战教程
vLLM CPU 和 GPU 模式署和推理 Qwen2 等大语言模型详细教程
基于 Qwen2/Lllama3 等大模型,部署团队私有化 RAG 知识库系统的详细教程(Docker+AnythingLLM)
使用 Llama3/Qwen2 等开源大模型,部署团队私有化 Code Copilot 和使用教程
基于 Qwen2 大模型微调技术详细教程(LoRA 参数高效微调和 SwanLab 可视化监控)
ChatTTS 长音频合成和本地部署 2 种方式,让你的“儿童绘本”发声的实战教程