深度学习驱动的自然语言处理范式转移:成就与前景

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随着深度学习时代的来临,自然语言处理(NLP)领域的发展呈现出显著的范式转变趋势。传统的NLP任务建模往往倾向于两种主要范式:序列标注和分类。序列标注范式广泛应用于诸如词性标注(POS-tagging)、命名实体识别(NER)和依存句法分析(Chunking)等任务中,通过逐个单元进行预测并标记,捕捉输入序列中的局部结构信息。另一方面,分类范式则用于诸如情感分析这类任务,通过对输入文本的整体或局部特征进行判断,确定其情感倾向。 近年来,预训练语言模型的快速发展推动了NLP范式转移的兴起。越来越多的研究者发现,通过重新定义或整合任务,将一个任务转化为另一个任务,可以极大地提升模型性能。这种范式转变的现象不仅体现在任务解决策略上,而且展现出对多任务处理的强大潜力。例如,一些研究者已经实现了单一模型同时处理多种NLP任务,如问答系统、文本分类和翻译等,这不仅简化了模型设计,还提高了效率。 本文深入探讨了近年来NLP领域的范式转移现象,包括但不限于Transformer架构的广泛应用、基于自监督学习的预训练方法(如BERT和GPT系列)对传统任务模型的优化,以及跨模态学习和多任务学习的融合。作者复旦大学的Tianxiang Sun、Xiangyang Liu、Xipeng Qiu和Xuanjing Huang等人从理论框架、方法论、成功案例和未来挑战等方面进行了全面的梳理和总结。 值得注意的是,尽管范式转移带来了显著的进步,但也伴随着一些潜在的问题,如迁移学习的有效性和泛化能力、如何确保模型的解释性和可解释性,以及如何平衡模型复杂度与实际应用中的资源消耗。因此,研究人员正积极探索更高效、更灵活的范式转换策略,以应对不断增长的NLP需求和挑战。 本综述论文为我们提供了关于当前NLP范式转变的深入理解,为后续研究者和实践者提供了宝贵的参考,同时也揭示了这个领域在未来可能的新发展方向。