基于BERT的知识驱动型口语理解方法研究

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近年来,以BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)为代表的预训练语言模型在口语理解任务中有着优异的性能表现。然而,这类语言模型虽然性能较为出色,却通常只能在文本层面建立上下文关联,而缺少丰富的外部知识来支持其完成更为复杂的推理。为了解决这一问题,进一步提升此类语言模型在口语理解任务中的性能表现,本文提出:(1)为BERT模型融合由Word Net和NELL(Never-Ending Language Learning)所构成的外部知识来提升其在口语理解任务中的性能表现。在通过注意力运算融合外部知识的过程中,本文结合口语理解这一任务的特点,为模型引入单词级别的意图特征,以此来提升模型所能利用的特征信息的丰富程度。同时,引入单词级别的意图特征在一定程度上避免了错误信息在网络中的累积。此外,本文还在注意力运算之后为知识特征引入位置信息,以便让模型在后续步骤的注意力运算中能够捕捉到知识与知识之间的位置关系。通过上述方法优化知识融合的流程,从而提升模型在融合知识这一步骤中的性能表现。(2)由于口语理解包含有两个相互关联的子任务——意图检测和槽填充,本文结合这一特点,设计了一种可以融合知识特征的联合训练机制,让模型同时在两个子任务上进行训练来提升自身的性能表现。该联合训练机制将注意力机制与堆栈传播机制相结合,先通过注意力运算进一步为知识特征融合上下文信息,再利用模型在意图检测中产出的特征信息来提升其在槽填充中的性能表现,进而在让模型能够捕捉两个子任务之间隐含的关联信息。针对上述工作,本文在ATIS和Snips这两个公开数据集上进行了多组实验。通过实验结果和对两个案例所进行的具体分析,验证了上述工作对BERT模型在口语理解任务中性能的提升作用。
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