# Sentence-BERT
## 论文
`Sentence-BERT: Sentence Embeddings using Siamese BERT-Networks`
- https://arxiv.org/pdf/1908.10084.pdf

## 模型结构
一种对预训练BERT网络的改进，它使用连体和三重网络结构来获得语义上有意义的句子嵌入，可以使用余弦相似度进行比较。
<div align=center>
    <img src="./doc/model.png" width=300 height=400/>
</div>

## 算法原理
对于每个句子对，通过网络传递句子A和句子B，从而得到embeddings u 和 v。使用余弦相似度计算embedding的相似度，并将结果与 gold similarity score进行比较。这允许网络进行微调，并识别句子的相似性.

<div align=center>
    <img src="./doc/infer.png" width=500 height=520/>
</div>

## 环境配置
-v 路径、docker_name和imageID根据实际情况修改

### Docker（方法一）
```bash
docker pull image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/pytorch:2.1.0-centos7.6-dtk24.04-py310

docker run -it -v /path/your_code_data/:/path/your_code_data/ -v /opt/hyhal/:/opt/hyhal/:ro --shm-size=32G --privileged=true --device=/dev/kfd --device=/dev/dri/ --group-add video --name docker_name imageID bash

cd /your_code_path/sentence-bert_pytorch
pip install -r requirements.txt
pip install -U huggingface_hub hf_transfer
export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.com
```

### Dockerfile（方法二）
```bash
cd ./docker
docker build --no-cache -t sbert:latest .
docker run -it -v /path/your_code_data/:/path/your_code_data/ -v /opt/hyhal/:/opt/hyhal/:ro --shm-size=32G --privileged=true --device=/dev/kfd --device=/dev/dri/ --group-add video --name docker_name imageID bash

cd /your_code_path/sentence-bert_pytorch
pip install -r requirements.txt
pip install -U huggingface_hub hf_transfer
export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.com
```

### Anaconda（方法三）
1. 关于本项目DCU显卡所需的特殊深度学习库可从光合开发者社区下载安装: https://developer.hpccube.com/tool/

```bash
DTK软件栈：dtk24.04
python：python3.10
torch：2.1.0
torchvision: 0.16.0
```

Tips：以上dtk软件栈、python、torch等DCU相关工具版本需要严格一一对应

2. 其他非特殊库直接按照requirements.txt安装

```bash
cd /your_code_path/sentence-bert_pytorch
pip install -r requirements.txt
pip install -U huggingface_hub hf_transfer
export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.com
```

## 数据集
**训练数据**: [sentence-transformers/stsb](https://huggingface.co/datasets/sentence-transformers/stsb)，训练代码自动下载。
**推理数据**: 需要转换成txt格式，参考[gen_simple_wikipedia_v1.py](./gen_simple_wikipedia_v1.py)文件，生成`simple_wiki_pair.txt`。

数据集的目录结构如下:
```
├── dataset
│   ├──simple_wikipedia_v1
│       ├──simple_wiki_pair.txt # 生成的
│       ├──wiki.simple
│       └──wiki.unsimplified
```

## 训练
- **训练**默认模型[bert-base-uncased](https://huggingface.co/google-bert/bert-base-uncased)
- **微调**默认模型[all-MiniLM-L6-v2](https://huggingface.co/sentence-transformers/all-MiniLM-L6-v2)

### 单机多卡
- 训练
```bash
bash train.sh
```
- 微调
```bash
bash finetune.sh
```

### 单机单卡
- 训练
```bash
python training_stsbenchmark.py --train_batch_size 64 --num_epochs 5
```
- 微调
```bash
python training_stsbenchmark_continue_training.py --train_batch_size 64 --num_epochs 5
```

## 推理
1. 预训练模型下载[pretrained models](https://www.sbert.net/docs/pretrained_models.html), 当前默认为[all-MiniLM-L6-v2](https://huggingface.co/sentence-transformers/all-MiniLM-L6-v2)模型；
2. 执行以下命令，测试数据默认为`./datasets/simple_wikipedia_v1/simple_wiki_pair.txt`，可修改`--data_path`参数为其他待测文件地址，文件内容格式请参考[simple_wiki_pair.txt](./datasets/simple_wikipedia_v1/simple_wiki_pair.txt)。

```bash
python infer.py --data_path ./dataset/simple_wikipedia_v1/simple_wiki_pair.txt --model_name_or_path all-MiniLM-L6-v2
```

## result
<div align=center>
    <img src="./doc/results.png"/>
</div>

### 精度
在sts-test数据集上评估模型，Cosine-Similarity得分对比
| device | backbone | epoch | Pearson | Spearman  |
| :------: | :------: | :------: | :------: | :------: |
| K100 | bert-base-uncased | 5 | 0.8500 | 0.8460 |
| A800 | bert-base-uncased | 5 | 0.8449 | 0.8385 |

## 应用场景
### 算法类别
语义文本相似度

### 热点应用行业
教育,网安,政府

## 源码仓库及问题反馈
- https://developer.hpccube.com/codes/modelzoo/sentence-bert_pytorch

## 参考资料
- https://github.com/UKPLab/sentence-transformers
