[文献阅读]——CLINE: Contrastive Learning with Semantic Negative Examples for NLU

前言

为了解决PLM的低鲁棒性，前人工作的首要目的在于，小幅度改变输入，但不改变标签，存在的问题是：由于NLP的离散性，小幅度的改变可能带来语义上面的很大变化，先前的方法在提高鲁棒性的同时，对于语义的变化不敏感。

本文的贡献：

• 采用先导实验验证了前人工作中存在的问题
• 提出了一个既能提高PLM鲁棒性又能提高敏感度的训练方法

方法

样例的生成

给定一个原始句子$x^{ori}$，使用spaCy进行分词，再进行POS(part of speech tagging)，得到词性。通过更换同义词(synonyms)、上义词(hypernyms)和形态学词(morphological)，得到$x^{syn}$；通过更换反义词和随机词，得到$x^{ant}$

训练目标一：MLM

the same as BERT

训练目标二：Replaced Token Detection Objective

用于训练模型对于细小改变的敏感度

训练目标三：Contrastive Objective

仿照InfoNCE，希望使得original和synonyms的相似度足够大，来把”positive pairs“聚集，把"negative pairs"拉开(the idea of contrastive learning)

实验

数据集

IMDB、SNLI、PERSPECTRUM、BoolQ、AG、MR

Contrastive&Adversarial实验

Contrastive衡量了不同的方法在原测试集、contrastive测试集(细小改变，且label也改变)、contrast consistency(前面两个数据集上都预测正确的一个指标)的以上性能（语义敏感度）。表明:1. 本文方法能够提升模型在原测试集上的性能 2. 本文方法能够使得模型对语义敏感

由于本文方法只是在预训练阶段使用了不同的数据、不同的训练目标，依然可以与现有的对抗训练的方法结合。Adversarial比较了BERT、RoBERTa和CLINE在原始情况\FreeLB对抗训练情况下，在Adversarial测试集(细小改变，但label不变) 的性能（鲁棒性)。表明：1. 本文方法鲁棒性更高 2. 本文方法可以进一步结合现有对抗训练的方法达到sota

消融实验

• 去掉了训练目标二：性能稍微下降，表明总体的性能提升来自于constractive objective，而训练目标二进一步提升了敏感度。
• 小样本训练：低资源场景下效果依然好
• 在constractive objective阶段，负样本对采用random-origin，而不是hard的antonyms-origin：hard方法更好

句子语义的探究

比较了不同的方法，对于ori-syn和ori-ant分别的句子相似性。表明：本文方法能够更好的把ori和syn“拉近”，把ori和ant"推远"。

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但robertTa那里，正确率都低于50%？