|
|
التشغيل في Google Colab
|
|
|
عرض المصدر على GitHub
|
يرشدك هذا الدليل إلى كيفية ضبط Gemma بدقة على مجموعة بيانات مخصّصة للصور والنصوص من أجل تنفيذ مهمة متعلقة بالرؤية (إنشاء أوصاف المنتجات) باستخدام Transformers وTRL من Hugging Face. ستتعرّف على:
- ما هي تقنية QLoRA؟
- إعداد بيئة التطوير
- إنشاء مجموعة بيانات الضبط الدقيق وإعدادها
- ضبط Gemma بدقة باستخدام TRL وSFTTrainer
- اختبار استنتاج النموذج وإنشاء أوصاف المنتجات من الصور والنصوص
ما هي تقنية QLoRA؟
يوضّح هذا الدليل كيفية استخدام Quantized Low-Rank Adaptation (QLoRA)، وهي طريقة شائعة لضبط النماذج اللغوية الكبيرة بدقة وبكفاءة لأنّها تقلّل متطلبات موارد الحوسبة مع الحفاظ على الأداء العالي. في QloRA، يتم تحديد كمية النموذج المدرَّب مسبقًا إلى 4 بت وتجميد الأوزان. بعد ذلك، يتم إرفاق طبقات المحوّل القابلة للتدريب (LoRA) ويتم تدريب طبقات المحوّل فقط. بعد ذلك، يمكن دمج أوزان المحوّل مع النموذج الأساسي أو الاحتفاظ بها كمحوّل منفصل.
إعداد بيئة التطوير
الخطوة الأولى هي تثبيت مكتبات Hugging Face، بما في ذلك TRL ومجموعات البيانات لضبط النموذج المفتوح بدقة.
# Install Pytorch & other libraries
%pip install torch tensorboard torchvision
# Install Transformers
%pip install transformers
# Install Hugging Face libraries
%pip install datasets accelerate evaluate bitsandbytes trl peft protobuf pillow sentencepiece
# COMMENT IN: if you are running on a GPU that supports BF16 data type and flash attn, such as NVIDIA L4 or NVIDIA A100
#%pip install flash-attn
ملاحظة: إذا كنت تستخدم وحدة معالجة الرسومات (GPU) ببنية Ampere (مثل NVIDIA L4) أو أحدث، يمكنك استخدام Flash attention. Flash Attention هي طريقة تسرّع العمليات الحسابية بشكل كبير وتقلّل من استخدام الذاكرة من تربيعي إلى خطي في طول التسلسل، ما يؤدي إلى تسريع التدريب بمقدار 3 مرات. يمكنك الاطّلاع على مزيد من المعلومات على FlashAttention.
يجب أن يكون لديك رمز مميّز صالح من Hugging Face لنشر النموذج. إذا كنت تستخدم Google Colab، يمكنك استخدام رمز Hugging Face المميز بشكل آمن باستخدام أسرار Colab، وإلا يمكنك ضبط الرمز المميز مباشرةً في طريقة login. تأكَّد من أنّ الرمز المميّز لديه إذن الوصول للكتابة أيضًا، لأنّك ستنقل النموذج إلى Hub أثناء التدريب.
# Login into Hugging Face Hub
from huggingface_hub import login
login()
إنشاء مجموعة بيانات الضبط الدقيق وإعدادها
عند إجراء عملية الضبط الدقيق للنماذج اللغوية الكبيرة، من المهم معرفة حالة الاستخدام والمهمة التي تريد حلّها. يساعدك ذلك في إنشاء مجموعة بيانات لضبط النموذج بدقة. إذا لم تحدّد حالة الاستخدام بعد، قد تحتاج إلى إعادة التفكير في الأمر.
على سبيل المثال، يركّز هذا الدليل على حالة الاستخدام التالية:
- ضبط نموذج Gemma لإنشاء أوصاف موجزة للمنتجات محسّنة لمحركات البحث لمنصة للتجارة الإلكترونية، ومصمّمة خصيصًا للبحث على الأجهزة الجوّالة
يستخدم هذا الدليل مجموعة بيانات philschmid/amazon-product-descriptions-vlm، وهي مجموعة بيانات لأوصاف منتجات Amazon، بما في ذلك صور المنتجات وفئاتها.
تتيح مكتبة Hugging Face TRL إجراء محادثات متعددة الوسائط. الجزء المهم هو الدور "image" الذي يخبر فئة المعالجة بأنّه يجب تحميل الصورة. يجب أن تتّبع البنية ما يلي:
{"messages": [{"role": "system", "content": [{"type": "text", "text":"You are..."}]}, {"role": "user", "content": [{"type": "text", "text": "..."}, {"type": "image"}]}, {"role": "assistant", "content": [{"type": "text", "text": "..."}]}]}
{"messages": [{"role": "system", "content": [{"type": "text", "text":"You are..."}]}, {"role": "user", "content": [{"type": "text", "text": "..."}, {"type": "image"}]}, {"role": "assistant", "content": [{"type": "text", "text": "..."}]}]}
{"messages": [{"role": "system", "content": [{"type": "text", "text":"You are..."}]}, {"role": "user", "content": [{"type": "text", "text": "..."}, {"type": "image"}]}, {"role": "assistant", "content": [{"type": "text", "text": "..."}]}]}
يمكنك الآن استخدام مكتبة Hugging Face Datasets لتحميل مجموعة البيانات وإنشاء نموذج طلب يجمع بين الصورة واسم المنتج والفئة، وإضافة رسالة نظام. تتضمّن مجموعة البيانات صورًا كعناصرPil.Image.
from datasets import load_dataset
from PIL import Image
# System message for the assistant
system_message = "You are an expert product description writer for Amazon."
# User prompt that combines the user query and the schema
user_prompt = """Create a Short Product description based on the provided <PRODUCT> and <CATEGORY> and image.
Only return description. The description should be SEO optimized and for a better mobile search experience.
<PRODUCT>
{product}
</PRODUCT>
<CATEGORY>
{category}
</CATEGORY>
"""
# Convert dataset to OAI messages
def format_data(sample):
return {
"messages": [
{
"role": "system",
#"content": [{"type": "text", "text": system_message}],
"content": system_message,
},
{
"role": "user",
"content": [
{
"type": "text",
"text": user_prompt.format(
product=sample["Product Name"],
category=sample["Category"],
),
},
{
"type": "image",
"image": sample["image"],
},
],
},
{
"role": "assistant",
"content": [{"type": "text", "text": sample["description"]}],
},
],
}
def process_vision_info(messages: list[dict]) -> list[Image.Image]:
image_inputs = []
# Iterate through each conversation
for msg in messages:
# Get content (ensure it's a list)
content = msg.get("content", [])
if not isinstance(content, list):
content = [content]
# Check each content element for images
for element in content:
if isinstance(element, dict) and (
"image" in element or element.get("type") == "image"
):
# Get the image and convert to RGB
if "image" in element:
image = element["image"]
else:
image = element
image_inputs.append(image.convert("RGB"))
return image_inputs
# Load dataset from the hub
dataset = load_dataset("philschmid/amazon-product-descriptions-vlm", split="train")
dataset = dataset.train_test_split(test_size=0.1)
# Convert dataset to OAI messages
# need to use list comprehension to keep Pil.Image type, .mape convert image to bytes
dataset_train = [format_data(sample) for sample in dataset["train"]]
dataset_test = [format_data(sample) for sample in dataset["test"]]
print(dataset_train[345]["messages"])
README.md: 0.00B [00:00, ?B/s]
data/train-00000-of-00001.parquet: 0%| | 0.00/47.6M [00:00<?, ?B/s]
Generating train split: 0%| | 0/1345 [00:00<?, ? examples/s]
[{'role': 'system', 'content': 'You are an expert product description writer for Amazon.'}, {'role': 'user', 'content': [{'type': 'text', 'text': "Create a Short Product description based on the provided <PRODUCT> and <CATEGORY> and image.\nOnly return description. The description should be SEO optimized and for a better mobile search experience.\n\n<PRODUCT>\nRazor Agitator BMX/Freestyle Bike, 20-Inch\n</PRODUCT>\n\n<CATEGORY>\nSports & Outdoors | Outdoor Recreation | Cycling | Kids' Bikes & Accessories | Kids' Bikes\n</CATEGORY>\n"}, {'type': 'image', 'image': <PIL.JpegImagePlugin.JpegImageFile image mode=RGB size=500x413 at 0x7B7250181790>}]}, {'role': 'assistant', 'content': [{'type': 'text', 'text': 'Conquer the streets with the Razor Agitator BMX Bike! This 20-inch freestyle bike is built for young riders ready to take on any challenge. Durable frame, responsive handling – perfect for tricks and cruising. Get yours today!'}]}]
ضبط Gemma بدقة باستخدام TRL وSFTTrainer
أنت الآن جاهز لضبط النموذج بدقة. تسهّل أداة SFTTrainer من مكتبة TRL في Hugging Face عملية الإشراف على الضبط الدقيق لنماذج اللغات الكبيرة المفتوحة. SFTTrainer هي فئة فرعية من Trainer من مكتبة transformers وتتيح جميع الميزات نفسها، بما في ذلك التسجيل والتقييم وإنشاء نقاط التحقّق، ولكنها تضيف ميزات إضافية تسهّل تجربة المستخدم، مثل:
- تنسيق مجموعات البيانات، بما في ذلك التنسيقات الحوارية وتنسيقات التعليمات
- التدريب على عمليات الإكمال فقط، مع تجاهل الطلبات
- تجميع مجموعات البيانات لتدريب أكثر كفاءة
- توفير تقنية الضبط الدقيق الفعّالة من حيث المَعلمات، بما في ذلك QloRA
- تجهيز النموذج وأداة تقسيم النص لعملية الضبط الدقيق للمحادثات (مثل إضافة رموز مميزة)
يحمّل الرمز التالي نموذج Gemma وأداة الترميز من Hugging Face ويهيئ إعدادات التكميم.
import torch
from transformers import AutoProcessor, AutoModelForImageTextToText, BitsAndBytesConfig
# Hugging Face model id
model_id = "google/gemma-4-E2B" # @param ["google/gemma-4-E2B","google/gemma-4-E4B"] {"allow-input":true}
# Check if GPU benefits from bfloat16
if torch.cuda.get_device_capability()[0] < 8:
raise ValueError("GPU does not support bfloat16, please use a GPU that supports bfloat16.")
# Define model init arguments
model_kwargs = dict(
dtype=torch.bfloat16, # What torch dtype to use, defaults to auto
device_map="auto", # Let torch decide how to load the model
)
# BitsAndBytesConfig int-4 config
model_kwargs["quantization_config"] = BitsAndBytesConfig(
load_in_4bit=True,
bnb_4bit_use_double_quant=True,
bnb_4bit_quant_type="nf4",
bnb_4bit_compute_dtype=model_kwargs["dtype"],
bnb_4bit_quant_storage=model_kwargs["dtype"],
)
# Load model and tokenizer
model = AutoModelForImageTextToText.from_pretrained(model_id, **model_kwargs)
processor = AutoProcessor.from_pretrained("google/gemma-4-E2B-it") # Load the Instruction Tokenizer to use the official Gemma template
config.json: 0.00B [00:00, ?B/s] model.safetensors: 0%| | 0.00/10.2G [00:00<?, ?B/s] Loading weights: 0%| | 0/2011 [00:00<?, ?it/s] generation_config.json: 0%| | 0.00/149 [00:00<?, ?B/s] processor_config.json: 0.00B [00:00, ?B/s] chat_template.jinja: 0.00B [00:00, ?B/s] config.json: 0.00B [00:00, ?B/s] tokenizer_config.json: 0.00B [00:00, ?B/s] tokenizer.json: 0%| | 0.00/32.2M [00:00<?, ?B/s]
تتيح SFTTrainer إمكانية الدمج المضمّن مع peft، ما يسهّل ضبط النماذج اللغوية الكبيرة بكفاءة باستخدام QLoRA. ما عليك سوى إنشاء LoraConfig وتقديمه للمدرّب.
from peft import LoraConfig
peft_config = LoraConfig(
lora_alpha=16,
lora_dropout=0.05,
r=16,
bias="none",
target_modules="all-linear",
task_type="CAUSAL_LM",
modules_to_save=["lm_head", "embed_tokens"], # make sure to save the lm_head and embed_tokens as you train the special tokens
ensure_weight_tying=True,
)
قبل بدء التدريب، عليك تحديد المعلمة الفائقة التي تريد استخدامها في SFTConfig وcollate_fn مخصّص للتعامل مع معالجة الصور. يحوّل collate_fn الرسائل التي تتضمّن نصوصًا وصورًا إلى تنسيق يمكن للنموذج فهمه.
from trl import SFTConfig
args = SFTConfig(
output_dir="gemma-product-description", # directory to save and repository id
num_train_epochs=3, # number of training epochs
per_device_train_batch_size=1, # batch size per device during training
optim="adamw_torch_fused", # use fused adamw optimizer
logging_steps=5, # log every 5 steps
save_strategy="epoch", # save checkpoint every epoch
eval_strategy="epoch", # evaluate checkpoint every epoch
learning_rate=2e-4, # learning rate, based on QLoRA paper
bf16=True, # use bfloat16 precision
max_grad_norm=0.3, # max gradient norm based on QLoRA paper
lr_scheduler_type="constant", # use constant learning rate scheduler
push_to_hub=True, # push model to hub
report_to="tensorboard", # report metrics to tensorboard
dataset_text_field="", # need a dummy field for collator
dataset_kwargs={"skip_prepare_dataset": True}, # important for collator
remove_unused_columns = False # important for collator
)
# Create a data collator to encode text and image pairs
def collate_fn(examples):
texts = []
images = []
for example in examples:
image_inputs = process_vision_info(example["messages"])
text = processor.apply_chat_template(
example["messages"], add_generation_prompt=False, tokenize=False
)
texts.append(text.strip())
images.append(image_inputs)
# Tokenize the texts and process the images
batch = processor(text=texts, images=images, return_tensors="pt", padding=True)
# The labels are the input_ids, and we mask the padding tokens and image tokens in the loss computation
labels = batch["input_ids"].clone()
# Mask tokens for not being used in the loss computation
labels[labels == processor.tokenizer.pad_token_id] = -100
labels[labels == processor.tokenizer.boi_token_id] = -100
labels[labels == processor.tokenizer.image_token_id] = -100
labels[labels == processor.tokenizer.eoi_token_id] = -100
batch["labels"] = labels
return batch
أصبح لديك الآن كلّ وحدة أساسية تحتاج إليها لإنشاء SFTTrainer من أجل بدء تدريب النموذج.
from trl import SFTTrainer
# Create Trainer object
trainer = SFTTrainer(
model=model,
args=args,
train_dataset=dataset_train,
eval_dataset=dataset_test,
peft_config=peft_config,
processing_class=processor,
data_collator=collate_fn,
)
ابدأ التدريب من خلال استدعاء الطريقة train().
# Start training, the model will be automatically saved to the Hub and the output directory
trainer.train()
# Save the final model again to the Hugging Face Hub
trainer.save_model()
The tokenizer has new PAD/BOS/EOS tokens that differ from the model config and generation config. The model config and generation config were aligned accordingly, being updated with the tokenizer's values. Updated tokens: {'eos_token_id': 1, 'bos_token_id': 2, 'pad_token_id': 0}.
قبل أن تتمكّن من اختبار النموذج، احرص على إخلاء الذاكرة.
# free the memory again
del model
del trainer
torch.cuda.empty_cache()
عند استخدام QLoRA، يتم تدريب المهايئات فقط وليس النموذج الكامل. وهذا يعني أنّه عند حفظ النموذج أثناء التدريب، يتم حفظ أوزان المحوّل فقط وليس النموذج الكامل. إذا أردت حفظ النموذج الكامل، ما يسهّل استخدامه مع حِزم العرض مثل vLLM أو TGI، يمكنك دمج أوزان المحوّل في أوزان النموذج باستخدام طريقة merge_and_unload، ثم حفظ النموذج باستخدام طريقة save_pretrained. يؤدي ذلك إلى حفظ نموذج تلقائي يمكن استخدامه للاستنتاج.
from peft import PeftModel
# Load Model base model
model = AutoModelForImageTextToText.from_pretrained(model_id, low_cpu_mem_usage=True)
# Merge LoRA and base model and save
peft_model = PeftModel.from_pretrained(model, args.output_dir)
merged_model = peft_model.merge_and_unload()
merged_model.save_pretrained("merged_model", safe_serialization=True, max_shard_size="2GB")
processor = AutoProcessor.from_pretrained(args.output_dir)
processor.save_pretrained("merged_model")
Loading weights: 0%| | 0/2011 [00:00<?, ?it/s] Writing model shards: 0%| | 0/5 [00:00<?, ?it/s] ['merged_model/processor_config.json']
اختبار استنتاج النموذج وإنشاء أوصاف المنتجات
بعد اكتمال التدريب، عليك تقييم النموذج واختباره. يمكنك تحميل عيّنات مختلفة من مجموعة بيانات الاختبار وتقييم النموذج استنادًا إلى هذه العيّنات.
model_id = "merged_model"
# Load Model with PEFT adapter
model = AutoModelForImageTextToText.from_pretrained(
model_id,
device_map="auto",
dtype="auto",
)
processor = AutoProcessor.from_pretrained(model_id)
Loading weights: 0%| | 0/2012 [00:00<?, ?it/s] The tied weights mapping and config for this model specifies to tie model.language_model.embed_tokens.weight to lm_head.weight, but both are present in the checkpoints with different values, so we will NOT tie them. You should update the config with `tie_word_embeddings=False` to silence this warning.
يمكنك اختبار الاستنتاج من خلال تقديم اسم منتج وفئته وصورته. يتضمّن sample مجسّمًا لشخصية من Marvel.
import requests
from PIL import Image
# Test sample with Product Name, Category and Image
sample = {
"product_name": "Hasbro Marvel Avengers-Serie Marvel Assemble Titan-Held, Iron Man, 30,5 cm Actionfigur",
"category": "Toys & Games | Toy Figures & Playsets | Action Figures",
"image": Image.open(requests.get("https://m.media-amazon.com/images/I/81+7Up7IWyL._AC_SY300_SX300_.jpg", stream=True).raw).convert("RGB")
}
def generate_description(sample, model, processor):
# Convert sample into messages and then apply the chat template
messages = [
{"role": "system", "content": system_message},
{"role": "user", "content": [
{"type": "image","image": sample["image"]},
{"type": "text", "text": user_prompt.format(product=sample["product_name"], category=sample["category"])},
]},
]
text = processor.apply_chat_template(
messages, tokenize=False, add_generation_prompt=True
)
print(text)
# Process the image and text
image_inputs = process_vision_info(messages)
# Tokenize the text and process the images
inputs = processor(
text=[text],
images=image_inputs,
padding=True,
return_tensors="pt",
)
# Move the inputs to the device
inputs = inputs.to(model.device)
# Generate the output
stop_token_ids = [processor.tokenizer.eos_token_id, processor.tokenizer.convert_tokens_to_ids("<turn|>")]
generated_ids = model.generate(**inputs, max_new_tokens=256, top_p=1.0, do_sample=True, temperature=0.8, eos_token_id=stop_token_ids, disable_compile=True)
# Trim the generation and decode the output to text
generated_ids_trimmed = [out_ids[len(in_ids) :] for in_ids, out_ids in zip(inputs.input_ids, generated_ids)]
output_text = processor.batch_decode(
generated_ids_trimmed, skip_special_tokens=True, clean_up_tokenization_spaces=False
)
return output_text[0]
# generate the description
description = generate_description(sample, model, processor)
print("MODEL OUTPUT>> \n")
print(description)
<bos><|turn>system You are an expert product description writer for Amazon.<turn|> <|turn>user <|image|> Create a Short Product description based on the provided <PRODUCT> and <CATEGORY> and image. Only return description. The description should be SEO optimized and for a better mobile search experience. <PRODUCT> Hasbro Marvel Avengers-Serie Marvel Assemble Titan-Held, Iron Man, 30,5 cm Actionfigur </PRODUCT> <CATEGORY> Toys & Games | Toy Figures & Playsets | Action Figures </CATEGORY><turn|> <|turn>model MODEL OUTPUT>> Enhance your collection with the Marvel Avengers - Avengers Assemble Ultron-Comforter Set! This soft and cuddly blanket and pillowcase feature everyone's favorite Avengers, Iron Man, and his loyal companion War Machine. Officially licensed by Marvel. Bring home the heroic team!
الملخّص والخطوات التالية
تناول هذا البرنامج التعليمي كيفية تحسين نموذج Gemma لمهام مرتبطة بالرؤية باستخدام TRL وQLoRA، وتحديدًا لإنشاء أوصاف المنتجات. يمكنك الاطّلاع على المستندات التالية:
- كيفية إنشاء نص باستخدام نموذج Gemma
- كيفية ضبط Gemma بدقة لمهام النصوص باستخدام Hugging Face Transformers
- كيفية إجراء عملية الضبط الدقيق للنموذج الكامل باستخدام مكتبة Hugging Face Transformers
- كيفية إجراء عملية الضبط الدقيق والاستنتاج الموزّع على نموذج Gemma
- كيفية استخدام نماذج Gemma المفتوحة مع Vertex AI
- كيفية ضبط Gemma بدقة باستخدام KerasNLP ونشره على Vertex AI
التشغيل في Google Colab
عرض المصدر على GitHub