Transformer Encoder Models: Impact of Sequence Length Learning on Classification Tasks

Concepts de base

Transformer-based models can be affected by sequence length learning, leading to reliance on non-textual features for classification.

Résumé

• Abstract:
  • Transformer models may use sequence length as a predictive feature instead of textual information.
  • Privately owned datasets in fields like medicine and insurance may exhibit this bias.
• Introduction:
  • Transformer models excel in NLP tasks but may rely on unknown correlations.
  • Bias can lead to shortcuts affecting model performance.
• Related Work:
  • Studies focus on fairness, bias, and spurious features in NLP tasks.
• Assessing the Impact of Sequence Length Learning:
  • Experiments show how models are affected by sequence length learning using various datasets.
• Evaluation of the Impact of the Sequence Length Feature:
  • Models perform well when trained with original data but poorly when trained with altered datasets.
• Evaluation of Sequence Length Learning for Partial Class Overlap:
  • Models heavily rely on sequence length when class distributions do not overlap.
• Source of Sequence Length Learning in Transformers Layers:
  • Transformer encoder layers are significantly affected by sequence length learning.
• Sequence Length Learning for Different Transformer Encoder Architectures:
  • Various transformer architectures exhibit reliance on sequence length imbalance.
• Alleviating the Impact of Sequence Length Learning:
  • Removing problematic observations or augmenting training data can reduce the impact of sequence length learning.

Stats

モデルはオリジナルのトレーニングセットで高い精度を達成する。
長さが不均衡なトレーニングセットでモデルは低い精度を示す。

Citations

"Models seem to capture sequence length as a classification spurious feature."
"The more the distributions overlap, the lesser the problem."

Idées clés tirées de

Assessing the Impact of Sequence Length Learning on Classification Tasks for Transformer Encoder Models

by Jean-Thomas ... à arxiv.org 03-15-2024

https://arxiv.org/pdf/2212.08399.pdf

Questions plus approfondies

モデルの性能に影響を与えるシーケンス長学習について、以下の質問を考えてみましょう

シーケンス長学習がトランスフォーマーのエンコーダーレイヤーに影響を与える主な理由は、異なるクラス間でのシーケンス長の分布差によります。この問題が発生すると、モデルは重要なテキスト情報ではなく、シーケンス長さそのものを予測的特徴量として使用し始めます。実際、これは他の不要な表面的特徴と同様に扱われ、モデルがテキスト内容ではなくシーケンス長さを利用していることを示します。

どのようにしてシーケンス長学習がトランスフォーマーのエンコーダーレイヤーに影響を与えるのか

この問題への対処方法として、いくつかのアプローチや手法が考えられます。例えば、敵対的学習や勾配調整などの高度な手法がありますが、本文中で述べられているようにデータ指向の技術も効果的です。具体的には、「問題例を削除する」というアプローチや「トランスフォーマー言語モデルを使用したデータ拡張」が有効です。これらは比較的単純ですが効果的であり、不要な影響を軽減することができます。

この問題への対処方法として、他のアプローチや手法はありますか

シーケンス長学習は異なるトランスフォーマーエンコーダーアーキテクチャでも同様に影響します。本文中ではRoBERTa-base, RoBERTa-large, Electra, BigBird の4つのエンコーダー・アーキテクチャで評価されました。結果から見て取れる通りすべてのモデルでこの問題が確認されました。したがって、異なるトランスフォーマー・エンコード・アプロチャでも同じように注意深く取り扱う必要性が示唆されています。