自然语言处理(NLP)中的自监督学习(SSL)允许模型无需依赖手动标注数据集即可学习文本的有用表示。相反,SSL 框架设计了训练任务,其中输入数据本身提供了监督信号。例如,模型可能预测句子中缺失的词语,或推断文本段之间的关系。这些任务使模型能够从大量非结构化文本中学习模式、语法和语义。一旦通过 SSL 进行预训练,模型就可以在较小的标注数据集上针对特定的下游任务(如分类或翻译)进行微调,从而显著减少对昂贵人工标注的需求。
SSL 在 NLP 中的一个关键示例是掩码语言建模(MLM),用于 BERT 等模型中。在 MLM 中,句子中的随机词被替换为一个占位符标记(例如,[MASK]
),模型学习根据上下文预测缺失的词语。这迫使模型理解词语之间的双向关系。另一种方法是自回归建模,如 GPT 模型所示,模型预测序列中的下一个词,学习生成连贯的文本。此外,ELECTRA 等对比学习方法训练模型区分句子中真实标记和人工替换标记。这些任务计算密集,但能使模型捕捉到细微的语言特征,例如多义词(具有多个含义的词语)或长距离依赖关系。
SSL 已成为现代 NLP 流水线的基础。像 BERT、RoBERTa 和 T5 这样的预训练模型被广泛用作情感分析、命名实体识别和文本摘要等任务的起点。开发者利用 Hugging Face Transformers 等库,通过少量标注示例即可在特定领域数据(例如,医学文本或法律文件)上微调这些模型。SSL 还支持跨语言迁移:像 XLM-Roberta 这样的模型在预训练期间学习多语言表示,使其能够在资源匮乏的语言上表现良好。虽然 SSL 减少了对标注数据的依赖,但仍存在实际挑战,例如选择最优的预训练任务和管理计算成本。然而,它将原始文本转化为可操作知识的能力使 SSL 成为 NLP 开发的基石。