寫(xiě)在前面

今天給大家?guī)?lái)一篇事件抽取數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法，全名為《Mask-then-Fill: A Flexible and Effective Data Augmentation Framework for Event Extraction》，即一種靈活有效的事件抽取數(shù)據(jù)增強(qiáng)框架-Mask-then-Fill。

介紹

事件抽取，即從非機(jī)構(gòu)化文本中抽取指定的事件的觸發(fā)詞及其事件要素，為了減輕人工標(biāo)注，常采用數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法，對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)充，在有限的數(shù)據(jù)內(nèi)，盡可能提高模型的效果及泛化性。目前，自然語(yǔ)言處理的數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法主要分為兩類(lèi)：（1）修改原有訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本；（2）生成+采樣。而事件抽取任務(wù)需要在保持事件結(jié)構(gòu)(觸發(fā)器和參數(shù))不變的情況下增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)，因此“生成+采樣”的方法并不適用，本論文主要采用“修改原有訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本”方法進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)。



如圖1所示，現(xiàn)有對(duì)事件抽取進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)的方法主要包括：（1）回譯；（2）同義詞替換；（3）BERT換詞。但，同義詞替換和回譯方法缺乏語(yǔ)義多樣性，只能生成語(yǔ)義相似的樣本；而基于BERT的方法只能替換單詞，不能改變語(yǔ)法，不能生成包含各種表達(dá)式的樣本。

為了解決數(shù)據(jù)增強(qiáng)多樣性的問(wèn)題，該論文提出了“掩碼-填充”方法，在保持原事件結(jié)構(gòu)不變的情況下生成更多樣化的數(shù)據(jù)。首先定義兩種類(lèi)型文本片段：（1）事件相關(guān)片段（觸發(fā)詞和事件要素）；（2）附加片段。然后隨機(jī)掩碼一個(gè)附件片段，最后采用微調(diào)后的T5模型進(jìn)行文本填充。

并且引入親和度（Affinity）和多樣性（Diversity）兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)Mask-then-Fill方法增強(qiáng)的數(shù)據(jù)具有更好的多樣性和更少的分布變化，在多樣性和分布相似性之間實(shí)現(xiàn)了良好的平衡。

Mask-then-Fill Framework

掩碼-填充框架如圖2所示，文本主要包括事件相關(guān)片段（帶顏色內(nèi)容）和附加片段（帶下劃線內(nèi)容），框架的核心是在不引入新的事件前提下，重寫(xiě)整個(gè)附屬片段。

Experimental Setup

采用ACE2005數(shù)據(jù)集上進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從訓(xùn)練集中隨機(jī)抽取1000、4000和8000個(gè)樣本來(lái)模擬低資源設(shè)置，創(chuàng)建小型、中型和大型訓(xùn)練集。并在數(shù)據(jù)增強(qiáng)時(shí)，僅對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)，開(kāi)發(fā)集和測(cè)試集保持不變。

在Text2Event模型和Text2Event模型兩個(gè)具有代表性的事件抽取模型上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)比與同義詞替換、回譯、BERT模型三種數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法之間的差異。

Results and Analysis

如表1所示，整體上Mask-then-Fill方法最優(yōu)。

從表2可以看出，我Mask-then-Fill方法增強(qiáng)的數(shù)據(jù)具有更好的多樣性和更少的分布偏移，在多樣性和分布相似性之間取得了平衡。



圖3展示了由不同的數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法生成的示例。

總結(jié)

該框架的主要優(yōu)點(diǎn)在于可以將文本中任意長(zhǎng)度的片段替換為可變長(zhǎng)度的片段，而現(xiàn)有的方法只能替換單個(gè)單詞或固定長(zhǎng)度的片段。

審核編輯：劉清