BPE（Byte-Pair Encoding）简介

作者：很楠不爱3 | 2024-04-06 03:31:01

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bpe

BPE是一种数据压缩算法的简单形式，数据中最常见的连续字节对被替换成该数据中不存在的字节。BPE的主要目标就是使用最少的token数目来表示一个corpus

样例：

我们按照逆向的方式进行解压

BPE保证最常见的词在词典中以 single token 进行表示，罕见的词被拆分成 subword tokens，这与subword-based tokenization是相同的

假定我们有个 corpus 包含下面这些词（基于空格做了pre-tokenization之后的）：

{“old”: 7, “older”: 3, “finest”: 9, “lowest”: 4}

我们为每个词的后面加上 token </w>

{“old”: 7, “older”: 3, “finest”: 9, “lowest”: 4}

下一步，我们将每个词拆分成字符，并计算他们的出现次数，初始结果如下：

在这里插入图片描述

BPE算法就是要找出出现最频繁的对，然后合并它们，依次循环，直到达到了循环限制或者token限制。

这里我们将字符看作是字节

Iterations：

Iteration 1：我们从第二频繁的字母 e 开始（因为第一个是 </w>），与 e 共同出现最多的是 s（9 + 4 = 13次），因此我们合并成 es 并添加到词汇表中，同时更新单独的 e 和 s 的出现次数

在这里插入图片描述

Iteration 2：现在，最常出现的是 es 和 t，一共出现了 13 次。因此我们合并成 est，添加到词汇表中，并更新 es 和 t 的出现次数

在这里插入图片描述

**Iteration 3：**现在，最常出现的是 est 和 </w>，一共出现了 13 次。因此我们合并成 est</w>

在这里插入图片描述

合并停止符 </w> 是很重要的。这帮助算法理解 highest 和 estimate 的区别，他们两个的 est 一个出现在开头，一个出现在结尾，合并上 </w>，这两种 est 才会做不同的处理

**Iteration 4：**现在，出现次数最多的是 o 和 l，一共出现 10 次，我们合并成 ol

**Iteration 5：**现在，出现次数最多的是 ol 和 d，一共出现 10 次，我们合并成 old

在这里插入图片描述

从上表中，我们可以看到 f,i,n 的出现次数都是 9，但是这三个字母都只在一个单词中出现了，所以我们不再进行合并，我们停止 Iteration

在这里插入图片描述

在实际中，词汇表中的 token 随着 iteration 会先增加再减少，停止 Iteration 的准则可以是 tokens 的个数或者 Iteration 的次数

对 decode 来说，简单将所有 token 何在一起就好了

encoded sequence：[“the”, “high”, “est”, “range”, “in”, “Seattle”]
decoded：[“the”, “highest”, “range”, “in”, “Seattle”]
- 而不是 [“the”, “high”, “estrange”, “in”, “Seattle”]，因为有 </w>

对于 encode 新的数据，也很简单，但是计算量比较大

通常情况下，词汇表很大，但是也有一些没见过的词。实践中，我们将 pre-tokenize 后的词存在字典中。我们应用上述编码方法对 unknown words进行tokenization，并将新单词的tokenization添加到我们的字典中以供将来使用

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