文本匹配模型实验报告-text2vec
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发布时间：2024-10-21 10:42
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时间：2024-10-21 13:22
在自然语言处理领域，句向量表示学习的重要性不言而喻，它在文本语义匹配、文本向量检索等任务中发挥关键作用。文本语义匹配通常通过计算两个句子编码后的Embedding在表示空间的相似度，以此衡量句子的语义相关程度，进而决定匹配分数。然而，基于BERT的模型在诸多任务上虽取得不俗性能，其导出的句向量质量却不如人意，甚至有时低于Glove的水平。研究过程中，我们深入分析了BERT句向量的特性，发现了其训练与预测的一致性问题，以及直接优化cos值的局限性。
针对此问题，我们基于SimCSE的监督方法，分析了CoSENT的排序损失函数。该函数设计旨在优化文本比较时的cos值，通过正负样本对的相似度对比，达到优化句向量表征的效果。实验结果显示，CoSENT在收敛速度和最终性能上均优于Sentence-BERT，表现出在文本语义匹配任务上的优势。
接下来，我们对当前句子表征学习的研究现状与相关工作进行了梳理，重点介绍了Sentence-BERT模型的特性与有效性。Sentence-BERT通过将（u, v, |u - v|）拼接并接分类层，以及预测阶段计算mean pooling后的句向量与cos相似度，实现了在句向量表示与文本匹配任务上的优越表现。
在CoSENT模型介绍部分，我们详细阐述了其基本思路与核心算法，包括基于cos的排序损失函数的设计，以及如何融合监督与无监督信号以优化模型性能。CoSENT模型结构与Sentence-BERT类似，但在训练与预测过程中优化了句向量的表示。
实验分析部分，我们基于英文与中文STS-B数据集，对比了CoSENT与Sentence-BERT在文本语义匹配任务上的性能，发现CoSENT在性能提升上表现出色。在不同BaseModel、pooling策略与超参数选择的实验中，我们进一步验证了CoSENT的泛化能力和参数优化的重要性。同时，对比了无监督信号在模型优化中的作用，发现基于SimCSE的无监督训练能带来额外的性能提升。
最终，我们基于上述实验结果，训练了文本表征的CoSENT模型，并在中文匹配评测集上取得了SOTA效果。该模型不仅具备了s2s和s2p的文本相似度计算能力，还拥有相似文本检索功能。目前，相关代码已开源至Github（shibing624/text2vec），欢迎使用与进一步探索。
总之，本工作深入分析了BERT句向量表示空间的坍缩问题，并成功构建了CoSENT模型，通过优化排序损失函数与融合监督与无监督信号，实现了在文本语义匹配任务上的显著性能提升。CoSENT模型的提出与应用，为自然语言处理领域提供了更有效的文本表征方法。
