如何使用NVIDIA Riva快速创建自己的QA应用程序

你很有可能问过聪明的演讲者一个问题，比如“珠穆朗玛峰有多高？”如果你问了，它可能会说，“珠穆朗玛峰海拔 29032 英尺。”你有没有想过它是如何为你找到答案的？

问答系统是一个由信息检索（ IR ）和自然语言处理（ NLP ）组成的系统，主要负责以自然语言回答人类提出的问题。如果您不熟悉信息检索，它是一种从数据库中的资源库、网页或文档中获取查询相关信息的技术。理解这个概念最简单的方法就是你每天使用的搜索引擎。

然后，您需要 NLP 系统在 IR 系统中查找与查询相关的答案。虽然我刚刚列出了构建 QA 系统所需的内容，但从头开始构建 IR 和 NLP 并不是一项简单的任务。以下是 NVIDIA Riva 如何使开发 QA 系统变得容易。

Riva 概述

NVIDIA Riva 是一款 GPU – 加速 SDK ，用于构建使用端到端深度学习管道的多模式对话 AI 服务。 Riva 框架包括针对语音、视觉和自然语言理解（ NLU ）任务的优化服务。除了为您的对话 AI 服务的整个管道提供几个预先训练的模型外， Riva 的体系结构也适合大规模部署。在本文中，我将仔细研究 Riva 的 QA 功能，以及如何使用它创建自己的 QA 应用程序。

Riva 质量保证功能

要了解 Riva QA 功能的工作原理，请从 transformers （ BERT ）的双向编码器表示开始。这是谷歌在 2018 年开发的一种基于 transformer 的 NLP 预训练方法，它彻底改变了 NLP 领域。 BERT 理解文本中给定单词的上下文表示。它是根据包括维基百科在内的大量数据进行预训练的。

使用预训练的 BERT ，一个强大的 NLP 引擎，您可以进一步微调它，以对许多问答对执行 QA ，就像斯坦福问答数据集（ SQuAD ）中的问答对一样。该模型现在可以从给定的上下文中找到自然语言问题的答案：句子或段落。图 1 显示了一个 QA 示例，其中突出显示了“重力”一词，作为对“是什么导致降水量下降？”问题的回答。在本例中，段落是上下文，成功微调的 QA 模型返回单词“重力”作为答案。

图 1 团队数据集中一篇示例文章的问答对。

使用 Riva 创建 QA 系统

NVIDIA 的工程师和研究人员团队提供了质量保证功能，您可以直接使用 Riva 。 Riva NLP 服务提供了一组高级 API 操作，包括 QA 、 NaturalQuery 。 Wikipedia API 操作允许您获取在线百科全书 Wikipedia 上发布的文章，并使用自然语言进行查询。这就是我之前讨论过的信息检索系统。结合 WikipediaAPI 操作和 Riva QA 函数，您可以使用几行 Python 代码创建一个简单的 QA 系统。

首先安装 Wikipedia API for Python 。接下来，导入 Riva NLP 服务 API 和 gRPC ，这是 Riva 的底层通信框架。

import grpc
import riva_api.riva_nlp_pb2 as rnlp
import riva_api.riva_nlp_pb2_grpc as rnlp_srv

现在，创建一个输入查询。使用 Wikipedia API 操作获取相关文章，并定义要获取的文章数量，定义为max_articles_combine。问一个问题，“什么是语音识别？”然后打印出搜索返回的文章的标题。最后，将每篇文章的摘要添加到变量combined_summary中。

input_query = "What is speech recognition?"
wiki_articles = wiki.search(input_query)
max_articles_combine = 3
combined_summary = ""
if len(wiki_articles) == 0:
print("ERROR: Could not find any matching results in Wikipedia.")
else:
for article in wiki_articles[:min(len(wiki_articles), max_articles_combine)]:
print(f"Getting summary for: {article}")
combined_summary += "
" + wiki.summary(article)

图 2 .维基百科 API 操作获取的文章标题。

接下来，打开指向 Riva 服务器运行位置的 gRPC 通道。因为您正在本地运行 Riva 服务器，所以它是“localhost:50051”。然后，实例化NaturalQueryRequest，并向 Riva 服务器发送请求，同时传递查询和上下文。最后，打印从 Riva 服务器返回的响应。

channel = grpc.insecure_channel('localhost:50051')
riva_nlp = rnlp_srv.RivaLanguageUnderstandingStub(channel)req = rnlp.NaturalQueryRequest()
req.query = input_query
req.context = combined_summary
resp = riva_nlp.NaturalQuery(req)

print(f"Query: {input_query}")
print(f"Answer: {resp.results[0].answer}")

图 3 .查询和回答示例

概括

使用 Riva QA 和 Wikipedia API 操作，您只需创建一个简单的 QA 应用程序。如果维基百科中有一篇文章与你的查询相关，理论上你可以找到答案。想象一下，你有一个数据库，里面装满了与你的领域、公司、行业或任何感兴趣的东西相关的文章。您可以创建一个 QA 服务，该服务可以找到特定于您感兴趣领域的问题的答案。显然，您需要一个 IR 系统从数据库中获取相关文章，就像本文中使用的 Wikipedia API 操作一样。当你有了红外系统， Riva 可以帮你找到答案。我们期待着您将使用 Riva 创建的酷应用程序。

关于作者

James Sohn 是 NVIDIA 的深度学习技术营销工程师，专注于多模态对话 AI 框架 Riva 。杰姆斯获得了西北大学的机器人学硕士学位，在那里他专注于计算机视觉和人体运动建模与机器学习。

审核编辑：郭婷