|
|
Chạy trong Google Colab
|
|
|
Xem nguồn trên GitHub
|
Hướng dẫn này sẽ hướng dẫn bạn cách tinh chỉnh Gemma trên một tập dữ liệu hình ảnh và văn bản tuỳ chỉnh cho một tác vụ về thị giác (tạo nội dung mô tả sản phẩm) bằng cách sử dụng Hugging Face Transformers và TRL. Bạn sẽ tìm hiểu:
- Phương pháp điều chỉnh thích ứng thứ hạng thấp được lượng tử hoá (QLoRA) là gì
- Thiết lập môi trường phát triển
- Tạo và chuẩn bị tập dữ liệu tinh chỉnh
- Tinh chỉnh Gemma bằng TRL và SFTTrainer
- Kiểm thử suy luận mô hình và tạo nội dung mô tả sản phẩm từ hình ảnh và văn bản.
Phương pháp điều chỉnh thích ứng thứ hạng thấp được lượng tử hoá (QLoRA) là gì
Hướng dẫn này minh hoạ cách sử dụng phương pháp điều chỉnh thích ứng thứ hạng thấp được lượng tử hoá (QLoRA). Đây là một phương pháp phổ biến để tinh chỉnh LLM một cách hiệu quả vì phương pháp này giúp giảm yêu cầu về tài nguyên tính toán trong khi vẫn duy trì hiệu suất cao. Trong QloRA, mô hình được huấn luyện trước sẽ được lượng tử hoá thành 4 bit và các trọng số sẽ bị đóng băng. Sau đó, các lớp bộ chuyển đổi có thể huấn luyện (LoRA) sẽ được đính kèm và chỉ các lớp bộ chuyển đổi mới được huấn luyện. Sau đó, trọng số của bộ chuyển đổi có thể được hợp nhất với mô hình cơ sở hoặc được giữ dưới dạng một bộ chuyển đổi riêng biệt.
Thiết lập môi trường phát triển
Bước đầu tiên là cài đặt Thư viện Hugging Face, bao gồm TRL và các tập dữ liệu để tinh chỉnh mô hình mở.
# 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
Lưu ý: Nếu đang sử dụng GPU có kiến trúc Ampere (chẳng hạn như NVIDIA L4) hoặc mới hơn, bạn có thể sử dụng tính năng Flash attention. Flash Attention là một phương pháp giúp tăng tốc đáng kể các phép tính và giảm mức sử dụng bộ nhớ từ bậc hai xuống bậc tuyến tính theo độ dài chuỗi, dẫn đến việc tăng tốc quá trình huấn luyện lên đến 3 lần. Tìm hiểu thêm tại FlashAttention.
Bạn cần có Mã thông báo Hugging Face hợp lệ để xuất bản mô hình. Nếu đang chạy trong Google Colab, bạn có thể sử dụng Mã thông báo Hugging Face một cách an toàn bằng cách sử dụng bí mật Colab. Nếu không, bạn có thể đặt mã thông báo trực tiếp trong phương thức login. Hãy nhớ rằng mã thông báo của bạn cũng có quyền ghi, vì bạn sẽ đẩy mô hình của mình lên Hub trong quá trình huấn luyện.
# Login into Hugging Face Hub
from huggingface_hub import login
login()
Tạo và chuẩn bị tập dữ liệu tinh chỉnh
Khi tinh chỉnh LLM (mô hình ngôn ngữ lớn), bạn cần biết trường hợp sử dụng và tác vụ mà bạn muốn giải quyết. Điều này giúp bạn tạo một tập dữ liệu để tinh chỉnh mô hình. Nếu chưa xác định trường hợp sử dụng, bạn có thể muốn quay lại bước đầu.
Ví dụ: hướng dẫn này tập trung vào trường hợp sử dụng sau:
- Tinh chỉnh mô hình Gemma để tạo nội dung mô tả sản phẩm ngắn gọn, được tối ưu hoá cho SEO cho một nền tảng thương mại điện tử, được thiết kế riêng cho tìm kiếm trên thiết bị di động.
Hướng dẫn này sử dụng tập dữ liệu philschmid/amazon-product-descriptions-vlm, một tập dữ liệu về nội dung mô tả sản phẩm của Amazon, bao gồm hình ảnh và danh mục sản phẩm.
Hugging Face TRL hỗ trợ các cuộc trò chuyện đa phương thức. Phần quan trọng là vai trò "image" (hình ảnh), cho biết lớp xử lý cần tải hình ảnh. Cấu trúc phải tuân theo:
{"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": "..."}]}]}
Giờ đây, bạn có thể sử dụng thư viện Tập dữ liệu Hugging Face để tải tập dữ liệu và tạo mẫu câu lệnh để kết hợp hình ảnh, tên sản phẩm và danh mục, đồng thời thêm thông báo hệ thống. Tập dữ liệu bao gồm hình ảnh dưới dạng các đối tượngPil.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!'}]}]
Tinh chỉnh Gemma bằng TRL và SFTTrainer
Giờ đây, bạn đã sẵn sàng tinh chỉnh mô hình. Hugging Face TRL SFTTrainer giúp bạn dễ dàng giám sát quá trình tinh chỉnh LLM mở. SFTTrainer là một lớp con của Trainer từ thư viện transformers và hỗ trợ tất cả các tính năng tương tự, bao gồm cả tính năng ghi nhật ký, đánh giá và tạo điểm kiểm tra, nhưng bổ sung thêm các tính năng nâng cao chất lượng cuộc sống, bao gồm:
- Định dạng tập dữ liệu, bao gồm định dạng hướng dẫn và định dạng trò chuyện
- Chỉ huấn luyện trên các phần hoàn thành, bỏ qua câu lệnh
- Đóng gói tập dữ liệu để huấn luyện hiệu quả hơn
- Hỗ trợ tinh chỉnh hiệu quả về tham số (PEFT), bao gồm cả QloRA
- Chuẩn bị mô hình và trình mã hoá mã thông báo để tinh chỉnh trò chuyện (chẳng hạn như thêm mã thông báo đặc biệt)
Mã sau đây tải mô hình Gemma và trình mã hoá mã thông báo từ Hugging Face, đồng thời khởi chạy cấu hình lượng tử hoá.
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]
SFTTrainer hỗ trợ tích hợp sẵn với peft, giúp bạn dễ dàng tinh chỉnh LLM một cách hiệu quả bằng QLoRA. Bạn chỉ cần tạo một LoraConfig và cung cấp cho trình huấn luyện.
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,
)
Trước khi có thể bắt đầu huấn luyện, bạn cần xác định siêu tham số mà bạn muốn sử dụng trong SFTConfig và collate_fn tuỳ chỉnh để xử lý hình ảnh. collate_fn chuyển đổi các thông báo có văn bản và hình ảnh thành một định dạng mà mô hình có thể hiểu được.
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
Giờ đây, bạn đã có mọi thành phần cần thiết để tạo SFTTrainer nhằm bắt đầu huấn luyện mô hình.
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,
)
Bắt đầu huấn luyện bằng cách gọi phương thức 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}.
Trước khi có thể kiểm thử mô hình, hãy nhớ giải phóng bộ nhớ.
# free the memory again
del model
del trainer
torch.cuda.empty_cache()
Khi sử dụng QLoRA, bạn chỉ huấn luyện bộ chuyển đổi chứ không huấn luyện toàn bộ mô hình. Điều này có nghĩa là khi lưu mô hình trong quá trình huấn luyện, bạn chỉ lưu trọng số của bộ chuyển đổi chứ không lưu toàn bộ mô hình. Nếu muốn lưu toàn bộ mô hình (giúp bạn dễ dàng sử dụng với các ngăn xếp phân phát như vLLM hoặc TGI), bạn có thể hợp nhất trọng số của bộ chuyển đổi vào trọng số của mô hình bằng phương thức merge_and_unload, sau đó lưu mô hình bằng phương thức save_pretrained. Thao tác này sẽ lưu một mô hình mặc định mà bạn có thể dùng để suy luận.
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']
Kiểm thử suy luận mô hình và tạo nội dung mô tả sản phẩm
Sau khi huấn luyện xong, bạn sẽ muốn đánh giá và kiểm thử mô hình. Bạn có thể tải các mẫu khác nhau từ tập dữ liệu kiểm thử và đánh giá mô hình trên các mẫu đó.
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.
Bạn có thể kiểm thử suy luận bằng cách cung cấp tên sản phẩm, danh mục và hình ảnh. sample bao gồm một mô hình hành động của 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!
Tóm tắt và các bước tiếp theo
Hướng dẫn này trình bày cách tinh chỉnh mô hình Gemma cho các tác vụ về thị giác bằng TRL và QLoRA, cụ thể là để tạo nội dung mô tả sản phẩm. Tiếp theo, hãy xem các tài liệu sau:
- Tìm hiểu cách tạo văn bản bằng mô hình Gemma.
- Tìm hiểu cách tinh chỉnh Gemma cho các tác vụ về văn bản bằng Hugging Face Transformers.
- Tìm hiểu cách tinh chỉnh toàn bộ mô hình bằng Hugging Face Transformers.
- Tìm hiểu cách thực hiện quá trình tinh chỉnh và suy luận phân tán trên mô hình Gemma.
- Tìm hiểu cách sử dụng các mô hình mở Gemma với Vertex AI.
- Tìm hiểu cách tinh chỉnh Gemma bằng KerasNLP và triển khai lên Vertex AI.
Chạy trong Google Colab
Xem nguồn trên GitHub