Large Language Models (LLMs) struggle with reliably generating highly structured outputs, such as program code, mathematical formulas, or well-formed markup. Constrained decoding approaches mitigate this problem by greedily restricting what tokens an LLM can output at each step to guarantee that the output matches a given constraint. Specifically, in grammar-constrained decoding (GCD), the LLM's output must follow a given grammar. In this paper we demonstrate that GCD techniques (and in general constrained decoding techniques) can distort the LLM's distribution, leading to outputs that are grammatical but appear with likelihoods that are not proportional to the ones given by the LLM, and so ultimately are low-quality. We call the problem of aligning sampling with a grammar constraint, grammar-aligned decoding (GAD), and propose adaptive sampling with approximate expected futures (ASAp), a decoding algorithm that guarantees the output to be grammatical while provably producing outputs that match the conditional probability of the LLM's distribution conditioned on the given grammar constraint. Our algorithm uses prior sample outputs to soundly overapproximate the future grammaticality of different output prefixes. Our evaluation on code generation and structured NLP tasks shows how ASAp often produces outputs with higher likelihood (according to the LLM's distribution) than existing GCD techniques, while still enforcing the desired grammatical constraints.


翻译:大型语言模型(LLM)在可靠生成高度结构化输出(如程序代码、数学公式或格式良好的标记语言)方面存在困难。约束解码方法通过贪心地限制LLM每一步可输出的标记来缓解此问题,从而保证输出符合给定约束。具体而言,在语法约束解码(GCD)中,LLM的输出必须遵循给定语法。本文论证了GCD技术(以及广义的约束解码技术)可能扭曲LLM的概率分布,导致生成结果虽符合语法规范,但其出现似然与LLM原始分布不成比例,最终产生低质量输出。我们将这种使采样与语法约束对齐的问题称为语法对齐解码(GAD),并提出基于近似期望未来的自适应采样算法(ASAp)。该解码算法在保证输出符合语法规范的同时,可证明其生成的输出与LLM在给定语法约束下的条件概率分布相匹配。我们的算法利用先验样本输出,对不同输出前缀的未来语法符合性进行可靠上近似。在代码生成和结构化自然语言处理任务上的评估表明,ASAp在保持期望语法约束的同时,其输出似然(根据LLM分布)通常高于现有GCD技术。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年7月12日
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
10+阅读 · 2021年12月9日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
Arxiv
15+阅读 · 2019年11月26日
Self-Attention Graph Pooling
Arxiv
13+阅读 · 2019年6月13日
Arxiv
12+阅读 · 2018年1月28日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天13:33
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年7月12日
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
10+阅读 · 2021年12月9日
Arxiv
10+阅读 · 2021年3月30日
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
Arxiv
15+阅读 · 2019年11月26日
Self-Attention Graph Pooling
Arxiv
13+阅读 · 2019年6月13日
Arxiv
12+阅读 · 2018年1月28日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员