NER的过去、现在和未来综述-过去

百川NLP • 2023-01-02 • 云技术社区 • 471 阅读

背景

命名实体识别（NER, Named Entity Recognition），是指识别文本中具有特定意义的实体，主要包括人名、地名、机构名、专有名词等。

然后将CNN的字符级编码向量和词级别向量concat，输入到BI-LSTM + CRF网络中，后面和上一个方法类似。整体网络结构：

IDCNN

2017Fast and Accurate Entity Recognition with Iterated Dilated Convolutions

针对Bi-LSTM解码速度较慢的问题，本文提出 ID-CNNs 网络来代替 Bi-LSTM，在保证和 Bi-LSTM-CRF 相当的正确率，且带来了 14-20 倍的提速。句子级别的解码提速 8 倍相比于 Bi- LSTM-CRF。

CNN缺点：CNN 的上下文信息取决于窗口的大小，虽然不断地增加 CNN 卷积层最终也可以达到使每个 token 获取到整个输入句子作为上下文信息，但是其输出的分辨表现力太差。

于是出现了扩张卷积（or 空洞卷积）：对于扩张卷积，有效输入宽度可以随着深度呈指数增长，在每层不会有分辨率损失，并且可以估计一定数量的参数

语义特征

char-embedding

Neural Architectures for Named Entity Recognition

将英文字符拆解为字母，将词语的每个字母作为一个序列编码。

Attending to Characters in Neural Sequence Labeling Models

Attending to Characters in Neural Sequence Labeling Models

使用了单词或字符级别embedding组合，并在两种embedding之间使用attention机制“灵活地选取信息”，而之前模型是直接将两种embedding concat。

直接看公式，z是一个动态权重：

z=\\sigma\\left(W_{z}^{(3)} \\tanh \\left(W_{z}^{(1)} x+W_{z}^{(2)} m\\right)\\right) \\quad \\tilde{x}=z \\cdot x+(1-z) \\cdot m

并交叉熵上增加额外的loss:

\\widetilde{E}=E+\\sum_{t=1}^{T} g_{t}\\left(1-\\cos \\left(m^{(t)}, x_{t}\\right)\\right) \\quad g_{t}=\\left\\{\\begin{array}{ll}{0,} & {\\text { if } w_{t}=O O V} \\\\ {1,} & {\\text { otherwise }}\\end{array}\\right.

非OOV单词希望m和x越相似越好（期望解决oov问题）。

char-embedding学习的是所有词语之间更通用的表示，而word-embedding学习的是特特定词语信息。对于频繁出现的单词，可以直接学习出单词表示，二者也会更相似。

Radical-Level Features(中文部首)

Character-Based LSTM-CRF with Radical-LevelFeatures for Chinese Named Entity Recognition.

也是一种char embedding方法，将每个中文字拆分为各个部首，例如“朝”会被拆分为字符：十、日、十、月。后面结构都类似。

n-gram prefixes and suffixes

Named Entity Recognition with Character-Level Models

提取每个词语的前缀和后缀作为词语的特征，例如："aspirin"提取出3-gram的前后缀：{"asp", "rin"}.

包含两个参数：n、T。n表示n-gram size，T是阈值，表示该后缀或者前缀至少在语料库中出现过T次。

多任务联合学习

联合分词学习

Improving Named Entity Recognition for Chinese Social Mediawith Word Segmentation Representation Learning

将中文分词和 NER任务联合起来。使用预测的分割标签作为特征作为NER的输入之一，为NER系统提供更丰富的边界信息。

用g作为预测$yi^S$的权重向量：

y_i^S = softmax(W_{hy}^S(h_i+c_i^S \\cdot g))

Stack-Propagation

A Stack-Propagation Framework with Token-level Intent Detection for Spoken Language Understanding
Git

首先什么是Stack-Propagation呢，如下图所示：

它是区别于多任务，不同的任务通过stack（级联？）的方式一起学习优化。

然后本文将意图任务的输出stack输入给NER任务，具体做法：

Token intent（意图阶段）：假设每个token都会有一个意图的概率分布（标签是句子的意图，通过大量数据训练，就能够学到每个token的意图分布，对于每个意图的’偏好‘），最终句子的意图预测通过将每个token的意图预测结果投票决定。
Slot Filling：输入包含三部分：\\mathbf{h}_{i-1}^{S}, \\mathbf{y}_{i-1}^{S}, \\mathbf{y}_{i}^{I} \\oplus \\mathbf{e}_{i} ，其中y_i^I 是上一阶段token intent的预测结果的intent id，然后经过一个意图向量矩阵，转化为意图向量，输入给实体预测模块，解码器就是一层lstm+softmax。

bert之后，似乎之前的一些优化都变成了奇技淫巧，那么就没有新的方法了吗？bert之前实体识别都是以序列标注（sequence labeling）来识别，没有其他的解码方式吗？

暂且就以BERT为过去和现在的分界点，关于NER的现在，且听下回分解。

下篇：NER的过去、现在和未来综述-现在

image.png