Extension des données de formation pour la classification réseaux neuronaux pour la classification des discours haineux

Expanding the training data for neural network based hate speech classification

• Auteur / Autrice : Ashwin Geet D'Sa
• Direction : Irina Illina, Dominique Fohr
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 06/05/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications
• Jury : Président / Présidente : Georges Linarès
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Irina Illina, Dominique Fohr, Richard Dufour, Pavel Král, François Portet, Christophe Cerisara, Josiane Mothe
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Richard Dufour, Pavel Král

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux neuronaux (informatique)

Apprentissage profond

Classification automatique

Discours de haine

Analyse du discours -- Informatique

Mots clés libres

Classification

Discours de haine

Deep learning

Neural networks

Classification

Deep learning

Data augmentation

Multi-Task learning

Semi-Supervised learning

Résumé

L'augmentation phénoménale de l'utilisation d'Internet, qui permet la diffusion d'opinions, a également entraîné une augmentation des discours de haine en ligne. Les discours de haine sont des comportements de communication antisociaux, qui conduisent à des menaces ou à des violences envers un individu ou un groupe. Les modèles basés sur l'apprentissage profond sont devenus la solution état de l'art pour détecter les discours de haine. Cependant, la performance de ces modèles dépend de la quantité de données d'entraînement étiquetées. Dans cette thèse, nous explorons différentes solutions pour augmenter les données d'entraînement afin de d'entrainer un modèle performant pour la classification des discours de haine. Comme première approche, nous proposons d'utiliser apprentissage semi-supervisé pour combiner une grande quantité de données non étiquetées, facilement disponibles sur Internet, avec une quantité limitée de données étiquetées pour entraîner un classifieur. Pour cela, nous utilisons l'algorithme de propagation d'étiquettes. La performance de cette méthode dépend de l'espace de représentation des données. Nous montrons que les plongement (embeddings) de phrases pré-entraînés sont agnostiques et donnent de mauvais résultats. Nous proposons une approche simple et efficace basée sur les réseaux de neurones pour transformer ces représentations pré-entraînées en représentations adaptées à la tache de détection de la haine. Cette méthode permet d'améliorer considérablement les performances dans des scénarios à faibles ressources. Nous explorons les trois approches proposées dans des scénarios à faibles ressources et nous montrons qu'elles permettent d'améliorer considérablement les performances dans des configurations à très faibles ressources. Dans notre deuxième approche proposée, nous explorons une méthode d'augmentation de données (data augmentation), une solution pour générer des échantillons synthétiques en utilisant les données d'entraînement originales. Notre technique d'augmentation des données est basée sur un modèle de langage conditionnel GPT-2 ajusté (fine-funing) sur les données d'entraînement originales. Notre approche utilise un modèle BERT pour sélectionner des données synthétiques de bonne qualité. Nous étudions l'effet de la quantité de données générées et montrons que l'utilisation de quelques milliers d'échantillons synthétiques permet d'améliorer considérablement les performances de la classification des discours haineux. Notre évaluation qualitative montre l'efficacité de l'utilisation de BERT pour filtrer les échantillons générés. Dans notre approche finale, nous utilisons l'apprentissage multi-tâches comme méthode pour combiner plusieurs corpus disponibles de discours haineux et entraîner conjointement un seul modèle de classification. Notre approche exploite les avantages d'un modèle de langage pré-entraîné (BERT) pour les couches partagées de notre architecture multi-tâches. Nous considérons un corpus de discours de haine comme une tâche. Ainsi, nous adaptons le paradigme de l'apprentissage multi-tâches à l'apprentissage multi-corpus. Nous montrons que le réglage fin du modèle multi-tâches pour un corpus spécifique permet d'améliorer les résultats. De plus, notre méthode a obtenu de bonnes performances dans le cadre de l'adaptation au domaine (domain adaptation).

The phenomenal increase in internet usage, catering to the dissemination of knowledge and expression, has also led to an increase in online hate speech. Online hate speech is anti-social communicative behavior, which leads to the threat and violence towards an individual or a group. Deep learning-based models have become the state-of-the-art solution in classifying hate speech. However, the performance of these models depends on the amount of labeled training data. In this thesis, we explore various solutions to expand the training data to train a reliable model for hate speech classification. As the first approach, we use a semi-supervised learning approach to combine the huge amount of unlabeled data, easily available on the internet, with a limited amount of labeled data to train the classifier. For this, we use the label-propagation algorithm. The performance of this method depends on the representation space of labeled and unlabeled data. We show that pre-trained sentence embeddings are label agnostic and yield poor results. We propose a simple and effective neural-network-based approach for transforming these pre-trained representations to task-aware ones. This method achieves significant performance improvements in low-resource scenarios. In our second approach, we explore data augmentation, a solution to obtain synthetic samples using the original training data. Our data augmentation technique is based on a single conditional GPT-2 language model fine-tuned on the original training data. Our approach uses a fine-tuned BERT model to select high-quality synthetic data. We study the effect of the quantity of augmented data and show that using a few thousand synthetic samples yields significant performance improvements in hate speech classification. Our qualitative evaluation shows the effectiveness of using BERT for filtering the generated samples. For our final approach, we use multi-task learning as a method to combine several available hate speech datasets and jointly train a single classification model. Our approach leverages the advantages of a pre-trained language model (BERT) as shared layers of our multi-task architecture. We treat one hate speech corpus as one task. Thus, adopting the paradigm of multi-task learning to multi-corpus learning. We show that training a multi-task model with several corpora achieves similar performance as training several corpus-specific models. Nevertheless, fine-tuning the multi-task model for a specific corpus allows improving the results. We demonstrate the effectiveness of our multi-task learning approach for domain adaptation on hate speech corpora. We explore the three proposed approaches in low-resource scenarios and show that they achieve significant performance improvements in very low-resource setups.