onlybetheone
2022-12-22 08afa0afb9af6fa75a9f8371fd43b2270b6162cd
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
from typing import Dict
from typing import Optional
from typing import Tuple
 
import torch
import torch.nn.functional as F
from typeguard import check_argument_types
 
from funasr.modules.nets_utils import make_pad_mask
from funasr.lm.abs_model import AbsLM
from funasr.torch_utils.device_funcs import force_gatherable
from funasr.train.abs_espnet_model import AbsESPnetModel
 
 
class ESPnetLanguageModel(AbsESPnetModel):
    def __init__(self, lm: AbsLM, vocab_size: int, ignore_id: int = 0):
        assert check_argument_types()
        super().__init__()
        self.lm = lm
        self.sos = 1
        self.eos = 2
 
        # ignore_id may be assumed as 0, shared with CTC-blank symbol for ASR.
        self.ignore_id = ignore_id
 
    def nll(
        self,
        text: torch.Tensor,
        text_lengths: torch.Tensor,
        max_length: Optional[int] = None,
    ) -> Tuple[torch.Tensor, torch.Tensor]:
        """Compute negative log likelihood(nll)
 
        Normally, this function is called in batchify_nll.
        Args:
            text: (Batch, Length)
            text_lengths: (Batch,)
            max_lengths: int
        """
        batch_size = text.size(0)
        # For data parallel
        if max_length is None:
            text = text[:, : text_lengths.max()]
        else:
            text = text[:, :max_length]
 
        # 1. Create a sentence pair like '<sos> w1 w2 w3' and 'w1 w2 w3 <eos>'
        # text: (Batch, Length) -> x, y: (Batch, Length + 1)
        x = F.pad(text, [1, 0], "constant", self.eos)
        t = F.pad(text, [0, 1], "constant", self.ignore_id)
        for i, l in enumerate(text_lengths):
            t[i, l] = self.sos
        x_lengths = text_lengths + 1
 
        # 2. Forward Language model
        # x: (Batch, Length) -> y: (Batch, Length, NVocab)
        y, _ = self.lm(x, None)
 
        # 3. Calc negative log likelihood
        # nll: (BxL,)
        nll = F.cross_entropy(y.view(-1, y.shape[-1]), t.view(-1), reduction="none")
        # nll: (BxL,) -> (BxL,)
        if max_length is None:
            nll.masked_fill_(make_pad_mask(x_lengths).to(nll.device).view(-1), 0.0)
        else:
            nll.masked_fill_(
                make_pad_mask(x_lengths, maxlen=max_length + 1).to(nll.device).view(-1),
                0.0,
            )
        # nll: (BxL,) -> (B, L)
        nll = nll.view(batch_size, -1)
        return nll, x_lengths
 
    def batchify_nll(
        self, text: torch.Tensor, text_lengths: torch.Tensor, batch_size: int = 100
    ) -> Tuple[torch.Tensor, torch.Tensor]:
        """Compute negative log likelihood(nll) from transformer language model
 
        To avoid OOM, this fuction seperate the input into batches.
        Then call nll for each batch and combine and return results.
        Args:
            text: (Batch, Length)
            text_lengths: (Batch,)
            batch_size: int, samples each batch contain when computing nll,
                        you may change this to avoid OOM or increase
 
        """
        total_num = text.size(0)
        if total_num <= batch_size:
            nll, x_lengths = self.nll(text, text_lengths)
        else:
            nlls = []
            x_lengths = []
            max_length = text_lengths.max()
 
            start_idx = 0
            while True:
                end_idx = min(start_idx + batch_size, total_num)
                batch_text = text[start_idx:end_idx, :]
                batch_text_lengths = text_lengths[start_idx:end_idx]
                # batch_nll: [B * T]
                batch_nll, batch_x_lengths = self.nll(
                    batch_text, batch_text_lengths, max_length=max_length
                )
                nlls.append(batch_nll)
                x_lengths.append(batch_x_lengths)
                start_idx = end_idx
                if start_idx == total_num:
                    break
            nll = torch.cat(nlls)
            x_lengths = torch.cat(x_lengths)
        assert nll.size(0) == total_num
        assert x_lengths.size(0) == total_num
        return nll, x_lengths
 
    def forward(
        self, text: torch.Tensor, text_lengths: torch.Tensor
    ) -> Tuple[torch.Tensor, Dict[str, torch.Tensor], torch.Tensor]:
        nll, y_lengths = self.nll(text, text_lengths)
        ntokens = y_lengths.sum()
        loss = nll.sum() / ntokens
        stats = dict(loss=loss.detach())
 
        # force_gatherable: to-device and to-tensor if scalar for DataParallel
        loss, stats, weight = force_gatherable((loss, stats, ntokens), loss.device)
        return loss, stats, weight
 
    def collect_feats(
        self, text: torch.Tensor, text_lengths: torch.Tensor
    ) -> Dict[str, torch.Tensor]:
        return {}