readme.md · 何长鸿/el-baseline

## 依赖环境
+ loguru
+ paddlepaddle1.8.0

### 一、比赛介绍
近年来，随着深度学习的重燃以及海量大数据的支撑，NLP 领域迎来了蓬勃发展，百度拥有全球最大的中文知识图谱，拥有数亿实体、千亿事实，具备丰富的知识标注与关联能力，不仅构建了通用知识图谱，还构建了汉语语言知识图谱、关注点图谱、以及包含业务逻辑在内的行业知识图谱等多维度图谱。我们希望通过开放百度的数据，邀请学界和业界的青年才俊共同推进算法进步，激发更多灵感和火花。

面向中文短文本的实体链指，简称 EL（Entity Linking），是NLP领域的基础任务之一，即对于给定的一个中文短文本（如搜索 Query、微博、对话内容、文章/视频/图片的标题等），EL将其中的实体与给定知识库中对应的实体进行关联。

传统的实体链指任务主要是针对长文档，长文档拥有在写的上下文信息能辅助实体的歧义消解并完成链指。相比之下，针对中文短文本的实体链指存在很大的挑战，主要原因如下：
1. 口语化严重，导致实体歧义消解困难；
2. 短文本上下文语境不丰富，须对上下文语境进行精准理解；
3. 相比英文，中文由于语言自身的特点，在短文本的链指问题上更有挑战。

本次评测任务旨在借助实体链指技术，拓展其对应的AI智能应用需求，并将技术成果实践于更多的现实场景。

+ [进入比赛网页查看数据集、赛题任务等详细介绍](https://aistudio.baidu.com/aistudio/competition/detail/58)  
+ [数据集链接](https://aistudio.baidu.com/aistudio/datasetdetail/60899)  
  
本aistudio项目已默认挂载该数据集。

### 二、目录说明
  + 项目根目录: `work/el-baseline/`
  + 模型、预测文件保存目录: `work/el-baseline/outputs`
  + 代码目录`work/el-baseline/src`
      + `ernie/`: 百度`ERNIE1.0`动态图源代码
     + `myReader/`: 数据预处理
     + `myModel/`: 模型
     + `train.py`和`predict.py`
  + 运行入口
      + `run_train.sh`以及`run_predict.sh`

### 三、 赛题任务解析
+ 实体链指任务通常是识别出一段文本中出现的**实体提及**(实体指称、Entity mention)，并尝试将该实体指称链接到知识库中的目标实体。实体链指在知识图谱构建和使用中都具有重要作用。

+ 本比赛提供的短文本数据集中，已经标注好了实体提及的位置，需要参赛者利用上下文以及知识库中的实体描述信息，尝试将每一个实体提及链接到知识库中的目标实体。如果知识库中不存在目标实体，则将该实体标记为NIL实体，并对实体进行分类。因此参赛者实际上需要实现**实体链接**和**实体分类**两个子任务。

### 五、基线方案说明

#### 5.1 数据预处理说明
1. 先对知识库进行预处理，生成两个查找字典，即`id2entity.json`和`mention2id.json`，首次运行时这两个字典会保存在项目根目录的`dicts`文件夹下。其中两个字典的作用分别为：
    + `id2entity.json`: 在知识库中通过实体id查找对应的实体对象。
    + `mention2id.json`: 通过实体提及名称查找对应的实体对象，用于初步召回候选实体。该字典的键为实体名称，值为同名实体的id构成的集合。

2. 对短文本中出现的每一个实体提及，通过`mention2id.json`以及`id2entity.json`两个查询字典进行候选实体集的初步召回。
3. 如果召回的候选实体集为空，则当前的实体提及就是一个NIL实体。否则对每一个候选实体，提取实体中的所有属性predicate和属性值object，将它们首位相连构成实体描述文本。例如对于实体
    > `{'alias': [], 'subject_id': '58650', 'data': [{'predicate': '摘要', 'object': '《锦鲤》是中国邮政计划发行的一套邮票。'}, {'predicate': '义项描述', 'object': '邮票'}], 'type': 'Other', 'subject': '锦鲤'}`   $\to$*摘要，《锦鲤》是中国邮政计划发行的一套邮票。，义项描述，邮票*

4. 分别对各个实体提及添加位置标记`#`，并将添加标记后的短文本与候选实体表述文本构成输入对，输入到ERNIE模型中，并通过训练二分类器的方式对候选实体集进行排序。训练过程中，通过负采样的方式，每个实体提及正负样本比例为1:2。
5. 分别对各个实体提及添加位置标记`#`后，同时训练一个24类别的分类器，24是NIL实体的上位概念类别数。输入样例为：

> [CLS]火箭少女献唱西虹市首富：燃烧我的卡路里！#锦鲤#杨超越在哪呢？[SEP]摘要，《锦鲤》是中国邮政计划发行的一套邮票。，义项描述，邮票[SEP]
  	
#### 5.2 模型结构
+ 两个子任务进行联合训练，对每一个输入样本，通过ERNIE编码后，使用模型计算得到两个loss，分别对应候选实体排序的二分类loss和实体上位概念分类的24分类loss，将两个loss相加后进行反向传播。如下图所示
+ 模型构建代码在`src/myModel/models.py`中

### 七、训练
+ 当前脚本中已经给出了模型需要的参数，大家可以仔细阅读`src/train.py`以及`src/myUtils/args.py`下的代码查看或添加更多的参数配置。
+ `args.py`下除了用于读取命令行参数的`get_parser()`工具外，还有一个`VersionConfig`类，这是用来保存模型训练阶段的参数，以便于在预测阶段加载模型时确保与训练参数一致，例如最大序列长度`max_seq_len`
+ `!cd el-baseline/ && bash run_train.sh`

### 八、预测
+ 训练完成后进行预测，脚本中的load_from参数表示加载训练完成的模型路径
+ 预测结果保存到run_predict.sh中的--load_from对应的文件夹中，命名为result_test.json或result_dev.json
+ --mode参数表示预测dev数据集还是test数据集
+ `!cd el-baseline/ && bash run_predict.sh`

### 九、dev集本地评测

+ 注意需要先确保修改`run_predict.sh`中的mode参数，并完成dev数据集的预测
`# 验证集评测
+ !cd el-baseline/ && python src/eval.py output/combine/step_20000/result_dev.json ../../data/data60899/dev.json`

### 十、结果提交
+ 从`run_predict.sh`中`--load_from`参数对应的目录中下载`result_test.json`文件，并重命名为`result.json`，即可到比赛提交页面上传提交.

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