# UltraBERT

## 概述

UltraBERT 由 Jungwoo Park、Taewhoo Lee 和 Jaewoo Kang 在 [UltraBERT: Beyond the Limit of BERT Pre-Training](https://huggingface.co/papers/2610.15028) 中提出。它是一组双向文本编码器，通过结合掩码比例、剪枝和蒸馏进行训练，用于分类和检索任务。

已发布的编码器支持最长 32,768 个 token 的序列。它们使用旋转位置嵌入（RoPE）、RMSNorm、SwiGLU 前馈层，以及交替的局部和全局注意力。每第三层使用全局注意力。其他层则关注当前 token 及其左右两侧最多 128 个 token。局部层的 RoPE base 为 10,000，全局层的 RoPE base 为 2,560,000。

| 检查点 | 层 | 隐藏层大小 | 注意力头 | 使用 |
|---|---|---|---|---|
| [UltraBERT-150M](https://huggingface.co/dmis-lab/UltraBERT-150M) | 24 | 768 | 6 | 掩码语言建模和下游微调 |
| [UltraBERT-380M](https://huggingface.co/dmis-lab/UltraBERT-380M) | 24 | 1,024 | 8 | 掩码语言建模和下游微调 |
| [UltraBERT-Embed-150M](https://huggingface.co/dmis-lab/UltraBERT-Embed-150M) | 24 | 768 | 6 | 文本嵌入 |

掩码语言建模检查点包含使用低掩码比例训练得到的预测头。其输出权重与输入嵌入解耦。分词器使用 SmolLM2 的 49,152 个词元词表。

## 使用示例

### 掩码语言建模

使用 [Pipeline](/docs/transformers/main/zh/main_classes/pipelines#transformers.Pipeline) 或 [AutoModelForMaskedLM](/docs/transformers/main/zh/model_doc/auto#transformers.AutoModelForMaskedLM) 来预测被掩码的 token。掩码 token 为 `<|mask|>`。

```python
from transformers import pipeline

fill_mask = pipeline(
    task="fill-mask",
    model="dmis-lab/UltraBERT-150M",
    device_map="auto",
)
print(fill_mask("The capital of France is <|mask|>."))
# [
#     {'score': 0.9612365961074829, 'token': 7042, 'token_str': ' Paris',
#      'sequence': 'The capital of France is Paris.'},
#     {'score': 0.00930546224117279, 'token': 38034, 'token_str': ' Lyon',
#      'sequence': 'The capital of France is Lyon.'},
#     {'score': 0.008486305363476276, 'token': 44558, 'token_str': ' Nice',
#      'sequence': 'The capital of France is Nice.'},
#     {'score': 0.0034405170008540154, 'token': 37628, 'token_str': ' Versailles',
#      'sequence': 'The capital of France is Versailles.'},
#     {'score': 0.0014691735850647092, 'token': 4649, 'token_str': ' France',
#      'sequence': 'The capital of France is France.'}
# ]
```

```python
import torch
from transformers import AutoModelForMaskedLM, AutoTokenizer

checkpoint = "dmis-lab/UltraBERT-150M"
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(checkpoint)
model = AutoModelForMaskedLM.from_pretrained(checkpoint, device_map="auto")

inputs = tokenizer("The capital of France is <|mask|>.", return_tensors="pt").to(model.device)
with torch.no_grad():
    logits = model(**inputs).logits

masked_logits = logits[inputs.input_ids == tokenizer.mask_token_id]
print(tokenizer.batch_decode(masked_logits.argmax(dim=-1)[:, None]))
# [' Paris']
```

### 文本嵌入

UltraBERT-Embed-150M 使用第一个 token 的隐藏状态作为文本嵌入。对于检索任务，请在查询前添加任务指令，并在编码文档时不添加指令。请使用右侧填充（right padding）以保持第一个 token 的位置。有关其他任务的说明，请参阅 [模型卡片](https://huggingface.co/dmis-lab/UltraBERT-Embed-150M)。

以下示例选取第一个 token 的隐藏状态，并对嵌入进行归一化，使得它们的点积即为余弦相似度。

```python
import torch
import torch.nn.functional as F
from transformers import pipeline

extractor = pipeline(
    task="feature-extraction",
    model="dmis-lab/UltraBERT-Embed-150M",
    device_map="auto",
)

texts = [
    "Instruct: Given a question, retrieve passages that answer the question\nQuery: What is the capital of France?",
    "Paris is the capital of France.",
    "Berlin is the capital of Germany.",
]
features = extractor(texts, return_tensors=True, truncation=True, tokenize_kwargs={"max_length": 32768})
embeddings = F.normalize(torch.cat([output[:, 0] for output in features]), p=2, dim=-1)

print(embeddings[:1] @ embeddings[1:].T)
# tensor([[0.6527, 0.3981]])
```

```python
import torch
import torch.nn.functional as F
from transformers import AutoModel, AutoTokenizer

checkpoint = "dmis-lab/UltraBERT-Embed-150M"
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(checkpoint, padding_side="right")
model = AutoModel.from_pretrained(checkpoint, device_map="auto")

texts = [
    "Instruct: Given a question, retrieve passages that answer the question\nQuery: What is the capital of France?",
    "Paris is the capital of France.",
    "Berlin is the capital of Germany.",
]
inputs = tokenizer(texts, padding=True, truncation=True, max_length=32768, return_tensors="pt").to(model.device)
with torch.no_grad():
    embeddings = F.normalize(model(**inputs).last_hidden_state[:, 0], p=2, dim=-1)

print(embeddings[:1] @ embeddings[1:].T)
# tensor([[0.6527, 0.3981]], device='cuda:0')
```

## UltrabertConfig[[transformers.UltrabertConfig]]

#### transformers.UltrabertConfig[[transformers.UltrabertConfig]]

```python
transformers.UltrabertConfig(transformers_version: str | None = None, architectures: list[str] | None = None, output_hidden_states: bool | None = False, return_dict: bool | None = True, dtype: str | torch.dtype | None = None, chunk_size_feed_forward: int = 0, is_encoder_decoder: bool = False, id2label: dict[int, str] | dict[str, str] | None = None, label2id: dict[str, int] | dict[str, str] | None = None, problem_type: Literal['regression', 'single_label_classification', 'multi_label_classification'] | None = None, vocab_size: int = 32000, hidden_size: int = 4096, intermediate_size: int = 11008, num_hidden_layers: int = 32, num_attention_heads: int = 32, num_key_value_heads: int | None = None, hidden_act: str = 'silu', max_position_embeddings: int = 32768, initializer_range: float = 0.02, rms_norm_eps: float = 1e-06, use_cache: bool = False, pad_token_id: int | None = 0, bos_token_id: int | None = 0, eos_token_id: int | list[int] | None = 0, tie_word_embeddings: bool = False, rope_parameters: transformers.modeling_rope_utils.RopeParameters | dict | None = None, attention_bias: bool = False, attention_dropout: int | float = 0.0, mlp_bias: bool = False, head_dim: int | None = None, classifier_pooling: typing.Literal['cls', 'mean'] = 'cls', sliding_window: int = 128, layer_types: list[str] | None = None, prediction_head_size: int = 768, classifier_dropout: float = 0.0)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/configuration_ultrabert.py#L30)

**参数：**

vocab_size (`int`，*可选*，默认值为 `32000`)：模型的词汇表大小。定义了 `input_ids` 可以表示的不同 token 数量。

hidden_size (`int`，*可选*，默认为 `4096`)：隐藏表示的维度。

intermediate_size (`int`，*可选*，默认为 `11008`)：MLP 表示的维度。

num_hidden_layers (`int`，*可选*，默认为 `32`)：Transformer 解码器中的隐藏层数。

num_attention_heads (`int`，*可选*，默认为 `32`)：Transformer 解码器中每个注意力层的注意力头数量。

num_key_value_heads (`int`, *可选*) : 这是用于实现分组查询注意力（Grouped Query Attention）的键值头数量。如果 `num_key_value_heads=num_attention_heads`，模型将使用多头注意力（MHA）；如果 `num_key_value_heads=1`，模型将使用多查询注意力（MQA）；否则将使用 GQA。在将多头检查点转换为 GQA 检查点时，每个组的键和值头应通过对该组内所有原始头进行平均池化来构建。更多详情请参阅 [这篇论文](https://huggingface.co/papers/2305.13245)。如果未指定，则默认为 `num_attention_heads`。

hidden_act (`str`，*可选*，默认为 `silu`)：解码器中的非线性激活函数（函数或字符串）。例如，`"gelu"`、`"relu"`、`"silu"` 等。

max_position_embeddings (`int`，*可选*，默认值为 `32768`)：该模型可能使用的最大序列长度。

initializer_range (`float`，*可选*，默认值为 `0.02`)：用于初始化所有权重矩阵的 truncated_normal_initializer 的标准差。

rms_norm_eps (`float`，*可选*，默认为 `1e-06`)：rms 归一化层使用的 epsilon。

use_cache (`bool`，*可选*，默认为 `False`)：模型是否应返回最后的键/值注意力（并非所有模型都使用）。仅当 `config.is_decoder=True` 或模型为仅解码器生成模型时相关。

pad_token_id (`int`，*可选*，默认为 `0`)：词表中用于填充的 Token ID。

bos_token_id (`int`，*可选*，默认为 `0`)：词汇表中用于表示流开始的 token id。

eos_token_id (`Union[int, list[int]]`，*可选*，默认为 `0`)：词汇表中用于表示流结束（end-of-stream）的 Token ID。

tie_word_embeddings (`bool`，*可选*，默认为 `False`)：是否根据模型的 `tied_weights_keys` 映射来绑定权重嵌入。

rope_parameters (`Union[~modeling_rope_utils.RopeParameters, dict]`, *可选*) : 包含 RoPE 嵌入配置参数的字典。该字典应包含 `rope_theta` 的值，并且如果希望使用更长的 `max_position_embeddings` 配合 RoPE，则可选地包含用于缩放的参数。

attention_bias (`bool`，*可选*，默认为 `False`)：在自注意力机制中，是否在查询、键、值和输出投影层中使用偏置。

attention_dropout (`Union[int, float]`，*可选*，默认值为 `0.0`)：注意力概率的 dropout 比率。

mlp_bias (`bool`，*可选*，默认为 `False`)：是否在 MLP 层的 up_proj、down_proj 和 gate_proj 层中使用偏置。

head_dim (`int`, *可选*) : 注意力头维度。如果为 None，则默认为 hidden_size // num_attention_heads

classifier_pooling (`str`，*可选*，默认为 `"cls"`)：用于序列分类的池化方法。可以是 `"cls"` 或 `"mean"`。

sliding_window (`int`，*可选*，默认为 128)：在滑动注意力层中，每个 token 两侧包含的注意力半径。

layer_types (`list[str]`，*可选*)：一个列表，用于显式地将每个层索引与其层类型进行映射。如果未提供，将根据配置值自动生成。

prediction_head_size (`int`, *可选*，默认为 768)：两层掩码语言建模预测头的中间维度。

classifier_dropout (`float`, *可选*, 默认为 `0.0`) : 分类器的 dropout 比率。

这是用于存储 UltrabertModel 配置的类。它根据指定的参数实例化 Ultrabert 模型，并定义模型架构。使用默认值实例化配置将生成与 [dmis-lab/UltraBERT-150M](https://huggingface.co/dmis-lab/UltraBERT-150M) 类似的配置。

配置对象继承自 [PreTrainedConfig](/docs/transformers/main/zh/main_classes/configuration#transformers.PreTrainedConfig)，可用于控制模型输出。有关更多信息，请参阅 [PreTrainedConfig](/docs/transformers/main/zh/main_classes/configuration#transformers.PreTrainedConfig) 的文档。

## UltrabertModel[[transformers.UltrabertModel]]

#### transformers.UltrabertModel[[transformers.UltrabertModel]]

```python
transformers.UltrabertModel(config: UltrabertConfig)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L356)

**参数：**

config ([UltrabertConfig](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertConfig))：模型配置类，包含模型的所有参数。通过配置文件进行初始化时，不会加载与模型关联的权重，仅加载配置。请查看 [from_pretrained()](/docs/transformers/main/zh/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel.from_pretrained) 方法以加载模型权重。

未添加任何特定头部的裸 Ultrabert 模型，直接输出原始隐藏状态。

该模型继承自 [PreTrainedModel](/docs/transformers/main/zh/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel)。请查阅父类文档，了解该库为所有模型实现的通用方法（例如下载或保存、调整输入嵌入大小、剪枝头等）。

该模型也是 PyTorch [torch.nn.Module](https://pytorch.org/docs/stable/nn.html#torch.nn.Module) 的子类。请将其作为常规的 PyTorch Module 使用，有关通用用法和行为的所有事项，请参阅 PyTorch 文档。

#### forward[[transformers.UltrabertModel.forward]]

```python
forward(input_ids: typing.Optional[torch.Tensor] = None, attention_mask: typing.Optional[torch.Tensor] = None, position_ids: typing.Optional[torch.Tensor] = None, inputs_embeds: typing.Optional[torch.Tensor] = None, **kwargs: *<class 'transformers.utils.generic.TransformersKwargs'>)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L373)

**参数：**

input_ids (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：输入序列中各个 token 在词汇表中的索引。默认情况下，填充（padding）会被忽略。可以使用 [AutoTokenizer](/docs/transformers/main/zh/model_doc/auto#transformers.AutoTokenizer) 获取这些索引。有关详细信息，请参阅 [PreTrainedTokenizer.encode()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.encode) 和 [PreTrainedTokenizer.__call__()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.__call__)。[什么是输入 ID？](../glossary#input-ids)

attention_mask (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：用于避免对填充（padding）标记索引执行注意力机制的掩码。掩码值取自 `[0, 1]`： - 1 表示**未掩码**的标记， - 0 表示**已掩码**的标记。 [什么是注意力掩码？](../glossary#attention-mask)

position_ids （`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*）：输入序列中每个 token 在位置嵌入中的位置索引。取值范围为 `[0, config.n_positions - 1]`。[什么是位置 ID？](../glossary#position-ids)

inputs_embeds (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`，*可选*)：可选地，你可以选择直接传入嵌入表示，而不是传入 `input_ids`。如果你希望比模型内部的嵌入查找矩阵更精细地控制如何将 `input_ids` 索引转换为对应的向量，这将非常有用。

**返回：** [BaseModelOutput](/docs/transformers/main/zh/main_classes/output#transformers.modeling_outputs.BaseModelOutput) 或 `tuple(torch.Tensor)`

一个 [BaseModelOutput](/docs/transformers/main/zh/main_classes/output#transformers.modeling_outputs.BaseModelOutput) 或 `torch.Tensor` 元组（如果传入了 `return_dict=False` 或 `config.return_dict=False`），其包含的元素取决于配置（[UltrabertConfig](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertConfig)）和输入。

[UltrabertModel](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertModel) 的 forward 方法重写了 `__call__` 特殊方法。

尽管前向传播的实现需要在此函数中定义，但之后应调用 `Module` 实例，而不是直接调用此函数，因为前者会负责执行预处理和后处理步骤，而后者会静默地忽略这些步骤。

- **last_hidden_state**（形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)` 的 `torch.Tensor`）-- 模型最后一层输出的隐藏状态序列。
- **hidden_states** (`tuple(torch.Tensor)`，*可选*，在传入 `output_hidden_states=True` 或 `config.output_hidden_states=True` 时返回) -- 一个 `torch.Tensor` 元组（如果模型具有嵌入层，则包含嵌入层的输出，以及每一层的输出），形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`。

  模型在每一层输出处的隐藏状态，以及可选的初始嵌入输出。
- **attentions** (`tuple(torch.Tensor)`，*可选*，当传入 `output_attentions=True` 或 `config.output_attentions=True` 时返回) -- 一个 `torch.Tensor` 元组（每层一个），形状为 `(batch_size, num_heads, sequence_length, sequence_length)`。

  经过注意力 softmax 后的注意力权重，用于在自注意力头中计算加权平均值。

## UltrabertForMaskedLM[[transformers.UltrabertForMaskedLM]]

#### transformers.UltrabertForMaskedLM[[transformers.UltrabertForMaskedLM]]

```python
transformers.UltrabertForMaskedLM(config: UltrabertConfig)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L437)

**参数：**

config ([UltrabertConfig](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertConfig))：模型配置类，包含模型的所有参数。通过配置文件进行初始化时，不会加载与模型关联的权重，仅加载配置。请查看 [from_pretrained()](/docs/transformers/main/zh/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel.from_pretrained) 方法以加载模型权重。

带有解码器头部的 Ultrabert 模型，用于掩码语言建模。

该模型继承自 [PreTrainedModel](/docs/transformers/main/zh/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel)。请查阅父类文档，了解该库为所有模型实现的通用方法（例如下载或保存、调整输入嵌入大小、剪枝头等）。

该模型也是 PyTorch [torch.nn.Module](https://pytorch.org/docs/stable/nn.html#torch.nn.Module) 的子类。请将其作为常规的 PyTorch Module 使用，有关通用用法和行为的所有事项，请参阅 PyTorch 文档。

#### forward[[transformers.UltrabertForMaskedLM.forward]]

```python
forward(input_ids: typing.Optional[torch.LongTensor] = None, attention_mask: typing.Optional[torch.Tensor] = None, position_ids: typing.Optional[torch.Tensor] = None, inputs_embeds: typing.Optional[torch.Tensor] = None, labels: typing.Optional[torch.Tensor] = None, **kwargs: *<class 'transformers.utils.generic.TransformersKwargs'>)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L460)

**参数：**

input_ids (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：输入序列中 token 在词汇表中的索引。默认情况下，填充（padding）将被忽略。可以使用 [AutoTokenizer](/docs/transformers/main/zh/model_doc/auto#transformers.AutoTokenizer) 获取索引。有关详细信息，请参阅 [PreTrainedTokenizer.encode()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.encode) 和 [PreTrainedTokenizer.__call__()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.__call__)。[什么是输入 ID？](../glossary#input-ids)

attention_mask (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：用于避免对填充（padding）标记索引执行注意力机制的掩码。掩码值取自 `[0, 1]`： - 1 表示**未掩码**的标记， - 0 表示**已掩码**的标记。 [什么是注意力掩码？](../glossary#attention-mask)

position_ids （`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*）：输入序列中每个 token 在位置嵌入中的位置索引。取值范围为 `[0, config.n_positions - 1]`。[什么是位置 ID？](../glossary#position-ids)

inputs_embeds (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`，*可选*)：可选地，你可以选择直接传入嵌入表示，而不是传入 `input_ids`。如果你希望比模型内部的嵌入查找矩阵更精细地控制如何将 `input_ids` 索引转换为对应的向量，这将非常有用。

labels (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：用于计算掩码语言建模损失的标签。索引应在 `[-100, 0, ..., config.vocab_size]` 范围内（参见 `input_ids` 的文档字符串）。索引设置为 `-100` 的令牌将被忽略（掩码），损失仅针对标签在 `[0, ..., config.vocab_size]` 范围内的令牌进行计算。

**返回：** [MaskedLMOutput](/docs/transformers/main/zh/main_classes/output#transformers.modeling_outputs.MaskedLMOutput) 或 `tuple(torch.Tensor)`

一个 [MaskedLMOutput](/docs/transformers/main/zh/main_classes/output#transformers.modeling_outputs.MaskedLMOutput) 或 `torch.Tensor` 元组（如果传入了 `return_dict=False` 或 `config.return_dict=False`），其包含的元素取决于配置（[UltrabertConfig](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertConfig)）和输入。

[UltrabertForMaskedLM](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertForMaskedLM) 的 forward 方法重写了 `__call__` 特殊方法。

尽管前向传播的实现需要在此函数中定义，但之后应调用 `Module` 实例，而不是直接调用此函数，因为前者会负责执行预处理和后处理步骤，而后者会静默地忽略这些步骤。

- **loss** (`torch.Tensor`，形状为 `(1,)`，*可选*，当提供 `labels` 时返回) -- 掩码语言建模（MLM）损失。
- **logits**（形状为 `(batch_size, sequence_length, config.vocab_size)` 的 `torch.Tensor`）-- 语言建模头的预测分数（SoftMax 之前每个词汇表 token 的分数）。
- **hidden_states** (`tuple(torch.Tensor)`，*可选*，在传入 `output_hidden_states=True` 或 `config.output_hidden_states=True` 时返回) -- 一个 `torch.Tensor` 元组（如果模型具有嵌入层，则包含嵌入层的输出，以及每一层的输出），形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`。

  模型在每一层输出处的隐藏状态，以及可选的初始嵌入输出。
- **attentions** (`tuple(torch.Tensor)`，*可选*，当传入 `output_attentions=True` 或 `config.output_attentions=True` 时返回) -- 一个 `torch.Tensor` 元组（每层一个），形状为 `(batch_size, num_heads, sequence_length, sequence_length)`。

  经过注意力 softmax 后的注意力权重，用于在自注意力头中计算加权平均值。

示例：

```python
>>> from transformers import AutoTokenizer, UltrabertForMaskedLM
>>> import torch

>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M")
>>> model = UltrabertForMaskedLM.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M")

>>> inputs = tokenizer("The capital of France is <mask>.", return_tensors="pt")

>>> with torch.no_grad():
...     logits = model(**inputs).logits

>>> # retrieve index of <mask>
>>> mask_token_index = (inputs.input_ids == tokenizer.mask_token_id)[0].nonzero(as_tuple=True)[0]

>>> predicted_token_id = logits[0, mask_token_index].argmax(axis=-1)
>>> tokenizer.decode(predicted_token_id)
...

>>> labels = tokenizer("The capital of France is Paris.", return_tensors="pt")["input_ids"]
>>> # mask labels of non-<mask> tokens
>>> labels = torch.where(inputs.input_ids == tokenizer.mask_token_id, labels, -100)

>>> outputs = model(**inputs, labels=labels)
>>> round(outputs.loss.item(), 2)
...
```

## UltrabertForSequenceClassification[[transformers.UltrabertForSequenceClassification]]

#### transformers.UltrabertForSequenceClassification[[transformers.UltrabertForSequenceClassification]]

```python
transformers.UltrabertForSequenceClassification(config: UltrabertConfig)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L509)

**参数：**

config ([UltrabertConfig](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertConfig))：模型配置类，包含模型的所有参数。通过配置文件进行初始化时，不会加载与模型关联的权重，仅加载配置。请查看 [from_pretrained()](/docs/transformers/main/zh/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel.from_pretrained) 方法以加载模型权重。

在顶部添加了一个执行池化的序列分类头的 Ultrabert 模型。

该模型继承自 [PreTrainedModel](/docs/transformers/main/zh/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel)。请查阅父类文档，了解该库为所有模型实现的通用方法（例如下载或保存、调整输入嵌入大小、剪枝头等）。

该模型也是 PyTorch [torch.nn.Module](https://pytorch.org/docs/stable/nn.html#torch.nn.Module) 的子类。请将其作为常规的 PyTorch Module 使用，有关通用用法和行为的所有事项，请参阅 PyTorch 文档。

#### forward[[transformers.UltrabertForSequenceClassification.forward]]

```python
forward(input_ids: typing.Optional[torch.LongTensor] = None, attention_mask: typing.Optional[torch.Tensor] = None, position_ids: typing.Optional[torch.Tensor] = None, inputs_embeds: typing.Optional[torch.Tensor] = None, labels: typing.Optional[torch.Tensor] = None, **kwargs: *<class 'transformers.utils.generic.TransformersKwargs'>)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L523)

**参数：**

input_ids (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：输入序列中 token 在词汇表中的索引。默认情况下，填充（padding）将被忽略。可以使用 [AutoTokenizer](/docs/transformers/main/zh/model_doc/auto#transformers.AutoTokenizer) 获取索引。有关详细信息，请参阅 [PreTrainedTokenizer.encode()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.encode) 和 [PreTrainedTokenizer.__call__()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.__call__)。[什么是输入 ID？](../glossary#input-ids)

attention_mask (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：用于避免对填充（padding）标记索引执行注意力机制的掩码。掩码值取自 `[0, 1]`： - 1 表示**未掩码**的标记， - 0 表示**已掩码**的标记。 [什么是注意力掩码？](../glossary#attention-mask)

position_ids （`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*）：输入序列中每个 token 在位置嵌入中的位置索引。取值范围为 `[0, config.n_positions - 1]`。[什么是位置 ID？](../glossary#position-ids)

inputs_embeds (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`，*可选*)：可选地，你可以选择直接传入嵌入表示，而不是传入 `input_ids`。如果你希望比模型内部的嵌入查找矩阵更精细地控制如何将 `input_ids` 索引转换为对应的向量，这将非常有用。

labels (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size,)`，*可选*)：用于计算序列分类/回归损失的标签。索引应在 `[0, ..., config.num_labels - 1]` 范围内。如果 `config.num_labels == 1`，则计算回归损失（均方损失）；如果 `config.num_labels > 1`，则计算分类损失（交叉熵）。

**返回：** [SequenceClassifierOutput](/docs/transformers/main/zh/main_classes/output#transformers.modeling_outputs.SequenceClassifierOutput) 或 `tuple(torch.Tensor)`

一个 [SequenceClassifierOutput](/docs/transformers/main/zh/main_classes/output#transformers.modeling_outputs.SequenceClassifierOutput) 或 `torch.Tensor` 元组（如果传入了 `return_dict=False` 或 `config.return_dict=False`），其包含的元素取决于配置（[UltrabertConfig](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertConfig)）和输入。

[UltrabertForSequenceClassification](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertForSequenceClassification) 的 forward 方法重写了 `__call__` 特殊方法。

尽管前向传播的实现需要在此函数中定义，但之后应调用 `Module` 实例，而不是直接调用此函数，因为前者会负责执行预处理和后处理步骤，而后者会静默地忽略这些步骤。

- **loss** (`torch.Tensor`，形状为 `(1,)`，*可选*，当提供 `labels` 时返回) -- 分类损失（如果 config.num_labels==1，则为回归损失）。
- **logits**（形状为 `(batch_size, config.num_labels)` 的 `torch.Tensor`）-- 分类（或当 config.num_labels==1 时为回归）得分（SoftMax 之前）。
- **hidden_states** (`tuple(torch.Tensor)`，*可选*，在传入 `output_hidden_states=True` 或 `config.output_hidden_states=True` 时返回) -- 一个 `torch.Tensor` 元组（如果模型具有嵌入层，则包含嵌入层的输出，以及每一层的输出），形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`。

  模型在每一层输出处的隐藏状态，以及可选的初始嵌入输出。
- **attentions** (`tuple(torch.Tensor)`，*可选*，当传入 `output_attentions=True` 或 `config.output_attentions=True` 时返回) -- 一个 `torch.Tensor` 元组（每层一个），形状为 `(batch_size, num_heads, sequence_length, sequence_length)`。

  经过注意力 softmax 后的注意力权重，用于在自注意力头中计算加权平均值。

单标签分类示例：

```python
>>> import torch
>>> from transformers import AutoTokenizer, UltrabertForSequenceClassification

>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M")
>>> model = UltrabertForSequenceClassification.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M")

>>> inputs = tokenizer("Hello, my dog is cute", return_tensors="pt")

>>> with torch.no_grad():
...     logits = model(**inputs).logits

>>> predicted_class_id = logits.argmax().item()
>>> model.config.id2label[predicted_class_id]
...

>>> # To train a model on `num_labels` classes, you can pass `num_labels=num_labels` to `.from_pretrained(...)`
>>> num_labels = len(model.config.id2label)
>>> model = UltrabertForSequenceClassification.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M", num_labels=num_labels)

>>> labels = torch.tensor([1])
>>> loss = model(**inputs, labels=labels).loss
>>> round(loss.item(), 2)
...
```

多标签分类示例：

```python
>>> import torch
>>> from transformers import AutoTokenizer, UltrabertForSequenceClassification

>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M")
>>> model = UltrabertForSequenceClassification.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M", problem_type="multi_label_classification")

>>> inputs = tokenizer("Hello, my dog is cute", return_tensors="pt")

>>> with torch.no_grad():
...     logits = model(**inputs).logits

>>> predicted_class_ids = torch.arange(0, logits.shape[-1])[torch.sigmoid(logits).squeeze(dim=0) > 0.5]

>>> # To train a model on `num_labels` classes, you can pass `num_labels=num_labels` to `.from_pretrained(...)`
>>> num_labels = len(model.config.id2label)
>>> model = UltrabertForSequenceClassification.from_pretrained(
...     "dmis-lab/UltraBERT-150M", num_labels=num_labels, problem_type="multi_label_classification"
... )

>>> labels = torch.sum(
...     torch.nn.functional.one_hot(predicted_class_ids[None, :].clone(), num_classes=num_labels), dim=1
... ).to(torch.float)
>>> loss = model(**inputs, labels=labels).loss
```

## UltrabertForTokenClassification[[transformers.UltrabertForTokenClassification]]

#### transformers.UltrabertForTokenClassification[[transformers.UltrabertForTokenClassification]]

```python
transformers.UltrabertForTokenClassification(config: UltrabertConfig)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L594)

**参数：**

config ([UltrabertConfig](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertConfig))：模型配置类，包含模型的所有参数。通过配置文件进行初始化时，不会加载与模型关联的权重，仅加载配置。请查看 [from_pretrained()](/docs/transformers/main/zh/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel.from_pretrained) 方法以加载模型权重。

带有 token 分类头（token classification head）的 Ultrabert 模型，例如用于命名实体识别（NER）任务。

该模型继承自 [PreTrainedModel](/docs/transformers/main/zh/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel)。请查阅父类文档，了解该库为所有模型实现的通用方法（例如下载或保存、调整输入嵌入大小、剪枝头等）。

该模型也是 PyTorch [torch.nn.Module](https://pytorch.org/docs/stable/nn.html#torch.nn.Module) 的子类。请将其作为常规的 PyTorch Module 使用，有关通用用法和行为的所有事项，请参阅 PyTorch 文档。

#### forward[[transformers.UltrabertForTokenClassification.forward]]

```python
forward(input_ids: typing.Optional[torch.LongTensor] = None, attention_mask: typing.Optional[torch.Tensor] = None, position_ids: typing.Optional[torch.Tensor] = None, inputs_embeds: typing.Optional[torch.Tensor] = None, labels: typing.Optional[torch.Tensor] = None, **kwargs: *<class 'transformers.utils.generic.TransformersKwargs'>)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L607)

**参数：**

input_ids (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：输入序列中 token 在词汇表中的索引。默认情况下，填充（padding）将被忽略。可以使用 [AutoTokenizer](/docs/transformers/main/zh/model_doc/auto#transformers.AutoTokenizer) 获取索引。有关详细信息，请参阅 [PreTrainedTokenizer.encode()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.encode) 和 [PreTrainedTokenizer.__call__()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.__call__)。[什么是输入 ID？](../glossary#input-ids)

attention_mask (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：用于避免对填充（padding）标记索引执行注意力机制的掩码。掩码值取自 `[0, 1]`： - 1 表示**未掩码**的标记， - 0 表示**已掩码**的标记。 [什么是注意力掩码？](../glossary#attention-mask)

position_ids （`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*）：输入序列中每个 token 在位置嵌入中的位置索引。取值范围为 `[0, config.n_positions - 1]`。[什么是位置 ID？](../glossary#position-ids)

inputs_embeds (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`，*可选*)：可选地，你可以选择直接传入嵌入表示，而不是传入 `input_ids`。如果你希望比模型内部的嵌入查找矩阵更精细地控制如何将 `input_ids` 索引转换为对应的向量，这将非常有用。

labels (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：用于计算 token 分类损失的标签。索引应在 `[0, ..., config.num_labels - 1]` 范围内。

**返回：** [TokenClassifierOutput](/docs/transformers/main/zh/main_classes/output#transformers.modeling_outputs.TokenClassifierOutput) 或 `tuple(torch.Tensor)`

一个 [TokenClassifierOutput](/docs/transformers/main/zh/main_classes/output#transformers.modeling_outputs.TokenClassifierOutput) 或 `torch.Tensor` 元组（如果传入了 `return_dict=False` 或 `config.return_dict=False`），其包含的元素取决于配置（[UltrabertConfig](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertConfig)）和输入。

[UltrabertForTokenClassification](/docs/transformers/main/zh/model_doc/ultrabert#transformers.UltrabertForTokenClassification) 的 forward 方法重写了 `__call__` 特殊方法。

尽管前向传播的实现需要在此函数中定义，但之后应调用 `Module` 实例，而不是直接调用此函数，因为前者会负责执行预处理和后处理步骤，而后者会静默地忽略这些步骤。

- **loss** (`torch.Tensor`，形状为 `(1,)`，*可选*，在提供 `labels` 时返回) -- 分类损失。
- **logits**（形状为 `(batch_size, sequence_length, config.num_labels)` 的 `torch.Tensor`）-- 分类分数（SoftMax 之前）。
- **hidden_states** (`tuple(torch.Tensor)`，*可选*，在传入 `output_hidden_states=True` 或 `config.output_hidden_states=True` 时返回) -- 一个 `torch.Tensor` 元组（如果模型具有嵌入层，则包含嵌入层的输出，以及每一层的输出），形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`。

  模型在每一层输出处的隐藏状态，以及可选的初始嵌入输出。
- **attentions** (`tuple(torch.Tensor)`，*可选*，当传入 `output_attentions=True` 或 `config.output_attentions=True` 时返回) -- 一个 `torch.Tensor` 元组（每层一个），形状为 `(batch_size, num_heads, sequence_length, sequence_length)`。

  经过注意力 softmax 后的注意力权重，用于在自注意力头中计算加权平均值。

示例：

```python
>>> from transformers import AutoTokenizer, UltrabertForTokenClassification
>>> import torch

>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M")
>>> model = UltrabertForTokenClassification.from_pretrained("dmis-lab/UltraBERT-150M")

>>> inputs = tokenizer(
...     "HuggingFace is a company based in Paris and New York", add_special_tokens=False, return_tensors="pt"
... )

>>> with torch.no_grad():
...     logits = model(**inputs).logits

>>> predicted_token_class_ids = logits.argmax(-1)

>>> # Note that tokens are classified rather then input words which means that
>>> # there might be more predicted token classes than words.
>>> # Multiple token classes might account for the same word
>>> predicted_tokens_classes = [model.config.id2label[t.item()] for t in predicted_token_class_ids[0]]
>>> predicted_tokens_classes
...

>>> labels = predicted_token_class_ids
>>> loss = model(**inputs, labels=labels).loss
>>> round(loss.item(), 2)
...
```

## UltrabertForQuestionAnswering[[transformers.UltrabertForQuestionAnswering]]

#### transformers.UltrabertForQuestionAnswering[[transformers.UltrabertForQuestionAnswering]]

```python
transformers.UltrabertForQuestionAnswering(config)
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/models/ultrabert/modeling_ultrabert.py#L644)

#### forward[[transformers.UltrabertForQuestionAnswering.forward]]

```python
forward(input_ids: torch.LongTensor | None = None, attention_mask: torch.Tensor | None = None, position_ids: torch.LongTensor | None = None, past_key_values: Cache | None = None, inputs_embeds: torch.Tensor | None = None, start_positions: torch.LongTensor | None = None, end_positions: torch.LongTensor | None = None, **kwargs: Unpack[TransformersKwargs])
```

[来源](https://github.com/huggingface/transformers/blob/main/src/transformers/modeling_layers.py#L208)

**参数：**

input_ids (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：输入序列中 token 在词汇表中的索引。默认情况下，填充（padding）将被忽略。可以使用 [AutoTokenizer](/docs/transformers/main/zh/model_doc/auto#transformers.AutoTokenizer) 获取索引。有关详细信息，请参阅 [PreTrainedTokenizer.encode()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.encode) 和 [PreTrainedTokenizer.__call__()](/docs/transformers/main/zh/internal/tokenization_utils#transformers.PreTrainedTokenizerBase.__call__)。[什么是输入 ID？](../glossary#input-ids)

attention_mask (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：用于避免对填充（padding）标记索引执行注意力机制的掩码。掩码值取自 `[0, 1]`： - 1 表示**未掩码**的标记， - 0 表示**已掩码**的标记。 [什么是注意力掩码？](../glossary#attention-mask)

position_ids (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length)`，*可选*)：输入序列中每个 token 在位置嵌入中的位置索引。取值范围为 `[0, config.n_positions - 1]`。[什么是位置 ID？](../glossary#position-ids)

past_key_values (`Cache`, *可选*)：预计算的隐藏状态（自注意力块和交叉注意力块中的键和值），可用于加速顺序解码。这通常由模型在解码的先前阶段返回的 `past_key_values` 组成，前提是 `use_cache=True` 或 `config.use_cache=True`。 仅允许 [Cache](/docs/transformers/main/zh/internal/generation_utils#transformers.Cache) 实例作为输入，请参阅我们的 [kv cache guide](https://huggingface.co/docs/transformers/en/kv_cache)。 如果未传入 `past_key_values`，则默认会初始化 [DynamicCache](/docs/transformers/main/zh/internal/generation_utils#transformers.DynamicCache)。 模型将输出与输入相同的缓存格式。 如果使用 `past_key_values`，则用户预期仅输入未处理的 `input_ids`（即未向此模型提供其过去键值状态的那些），其形状为 `(batch_size, unprocessed_length)`，而不是形状为 `(batch_size, sequence_length)` 的所有 `input_ids`。

inputs_embeds (`torch.Tensor`，形状为 `(batch_size, sequence_length, hidden_size)`，*可选*)：可选地，你可以选择直接传入嵌入表示，而不是传入 `input_ids`。如果你希望比模型内部的嵌入查找矩阵更精细地控制如何将 `input_ids` 索引转换为对应的向量，这将非常有用。

start_positions (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size,)`，*可选*)：用于计算 token 分类损失的标注 span 起始位置（索引）的标签。位置会被截断至序列长度（`sequence_length`）。序列之外的位置在计算损失时不予考虑。

end_positions (`torch.LongTensor`，形状为 `(batch_size,)`，*可选*)：用于计算 token 分类损失的标注 span 结束位置（索引）的标签。位置会被截断至序列长度（`sequence_length`）。序列之外的位置在计算损失时不予考虑。

**返回：** `QuestionAnsweringModelOutput`

`GenericForQuestionAnswering` 的 forward 方法重写了 `__call__` 特殊方法。

尽管前向传播的实现需要在此函数中定义，但之后应调用 `Module` 实例，而不是直接调用此函数，因为前者会负责执行预处理和后处理步骤，而后者会静默地忽略这些步骤。