嘉渊
2023-04-24 6427c834dfd97b1f05c6659cdc7ccf010bf82fe1
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
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
from abc import ABC
from abc import abstractmethod
from typing import Tuple
 
import torch
 
from funasr.modules.scorers.scorer_interface import BatchScorerInterface
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.torch_utils.device_funcs import force_gatherable
from funasr.models.base_model import FunASRModel
 
class AbsLM(torch.nn.Module, BatchScorerInterface, ABC):
    """The abstract LM class
 
    To share the loss calculation way among different models,
    We uses delegate pattern here:
    The instance of this class should be passed to "LanguageModel"
 
    >>> from funasr.lm.abs_model import AbsLM
    >>> lm = AbsLM()
    >>> model = LanguageESPnetModel(lm=lm)
 
    This "model" is one of mediator objects for "Task" class.
 
    """
 
    @abstractmethod
    def forward(
        self, input: torch.Tensor, hidden: torch.Tensor
    ) -> Tuple[torch.Tensor, torch.Tensor]:
        raise NotImplementedError
 
 
class LanguageModel(FunASRModel):
    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.sos)
        t = F.pad(text, [0, 1], "constant", self.ignore_id)
        for i, l in enumerate(text_lengths):
            t[i, l] = self.eos
        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 {}