热点关注丨卡了大模型脖子的Json输出,OpenAI终于做到了100%正确

热点关注丨卡了大模型脖子的Json输出,OpenAI终于做到了100%正确
2024年08月14日 17:35 中国人工智能学会CAAI

转自 夕小瑶科技说

作者 海野

OpenAI上次提到JSON模式的概念,还是在去年的DevDay上。那是ChatGPT第一次拥抱JSON模式。

但这个功能可以说是饱受诟病。

经常遇到模型不遵循指令,不按照你想要的格式输出,即使在 prompt 中明确说了要按照指定格式(比如Json、XML)返回结果,但是它就是不听话。

因为大语言模型在处理结构化数据时比想象中要困难得多

很多人说,为什么非要纠结 JSON 格式的输出,我用的挺好的,啥 JSON 格式都没见过,这种要么就是用的不多,要么就不是做开发的!

要知道!对于开发者来说,模型的结构化输出结果是很重要的!比如你想要一些抽取好的关键信息,这时候怎么给你?肯定是结构化的字段信息,简洁明了。比如:

非结构化的结果:

小明今年18岁,是一名高三学生。他身高175cm,体重65kg。小明喜欢打篮球,每周都会和朋友一起打球。他的梦想是成为一名软件工程师。

结构化结果 (JSON格式):

{"name":"小明","age": 18,"education": {"grade":"高三","status":"在读"},"physicalAttributes": {"height": 175,"weight": 65  },"hobbies": ["打篮球"],"frequency":"每周","careerAspiration":"软件工程师"}

今天,OpenAI就给它的GPT-4o模型翻了个新,升级到2024-08-06版本,并带来了一个全新升级后的功能:

在 API 中引入了结构化输出(Structured Outputs)

模型输出现在可靠地遵循开发人员提供的 JSON 模式。它可以实现输出JSON的100%准确率!

在此之前,开发者一直通过第三方开源工具,或者在 prompt 上面做功夫,让大模型遵循你的命令,再或者反复重试请求来绕过LLMs在结构化处理的缺陷,现在都不需要了。

▲新模型 gpt-4o-2024-08-06 的结构化输出得分高达 100%。相比之下,gpt-4-0613 的得分不到 40%

具体怎么接入结构化能力呢,有两种办法:

一种是函数调用,在函数定义中设置 strict:true进行结构化输出;

另一种是新增了一个response_format 的参数选项

这是怎么做到的?

第一种方法比较传统,就是最经典的专项培训:对于特定的复杂的JSON架构进行针对性模型训练,Openai通过这种方法能把模型准确率提到93%。相较于最开始带JSON模式的GPT-4的40%准确率,已经高出很多了。

尽管最新的模型gpt-4o-2024-08-06性能有所提高,但是模型本质上是非确定性的,无法保证JSON的稳定输出,所以采用了确定性的、基于工程的方法来约束模型的输出,以实现 100% 的可靠性。

但很明显,93%的准确率也就意味着7%的不可靠,对于开发人员来说,不是100%的准确就是不够用的,所以OpenAI又用了第二个方法。

而这第二种方法就有点神乎其神。OpenAI使用了约束解码(constrained decoding)技术。

默认情况下,大模型在进行token输出时,可以在词汇表中选择任意一个词汇,作为下一个输出token。而这种不可控性会让模型在输出一些固定格式的文本时犯格式错误。

而在使用动态的约束解码技术后,大模型在下一个token输出时,便增加了一些约束,将模型限制在有效的token内,而不是所有token。

比如:输入“{"val”后,下一个生成的文本一定不会是“{”。

通过这种方式,大模型不仅可以实现JSON的格式正确,还可以实现合适schema结构的精确。现在OpenAI已经通过这种方式实现了100%的JSON输出准确率。

这个功能一经亮相,网友们都坐不住了:

但这个功能目前还有一些缺陷。因为需要额外增加Schema预处理的时间,新模型在请求新的JSON Schema时慢了一些。此外,要使用结构化输出还有一些限制:

目前结构化仅支持输出一部分JSON模式,包括String、Number、Boolean、Object、Array、Enum和anyOf。

同时,所有的字段或者函数参数必须是“required”。

对象对嵌套深度和大小也有限制。一个架构总共最多可以有 100 个对象属性,最多有 5 个嵌套级别。

OpenAI还留了个底:结构化输出并不能防止所有类型的模型错误。模型可能仍会在JSON对象的值中犯错误(比如在数学方程式中步骤出错),如果出现错误,需要使用者在指令提示词中提供示例,或者将任务拆分为更简单的子任务。

还有一个重中之重:安全。结构化输出功能将遵守OpenAI现有的安全政策,并且仍会拒绝不安全的请求。甚至他们在API响应上设置了一个新的字符串值,让开发人员能以编程方式,检测模型是否拒绝生成。

OpenAI还真是忘不了安全问题啊。

随着这个新功能的推出,OpenAI还宣布,模型在更新到GPT-4o-2024-08-06后,进行降价处理:

输入tokens降价一半,2.5美元(约合人民币17.96元)/百万个输入tokens;

输出tokens降价1/3,10美元(约合人民币71.84元)/百万个输出tokens。

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