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機械翻訳でのChatGPT vs GPT-3.5 vs FuguMT

Posted by on 2023年3月5日 No comments

ChatGPTがAPI提供されるようになったこともあり、機械翻訳性能がどの程度変わっているか試してみた。比較条件は下記の通り。

評価結果

結果は下表の通りであり、FuguMT > GPT-3.5 > ChatGPTの結果だった。

パターンBLEU補足
ChatGPT(Excellent)22.850.4/29.0/16.9/10.9 (BP = 1.000 ratio = 1.228 hyp_len = 6920 ref_len = 5633)
ChatGPT(Good)23.251.0/29.3/17.4/11.2 (BP = 1.000 ratio = 1.196 hyp_len = 6735 ref_len = 5633)
GPT-3.524.956.0/31.7/18.5/11.7 (BP = 1.000 ratio = 1.068 hyp_len = 6014 ref_len = 5633)
FuguMT32.763.5/40.2/26.0/18.6 (BP = 0.982 ratio = 0.982 hyp_len = 5531 ref_len = 5633)
Tatoebaを用いたBLEUの比較（ChatGPT vs GPT-3 vs FuguMT）

ChatGPTの出力には()書きでローマ字の読みが補足されている場合（「Hello」の翻訳として「こんにちは(Konnichiwa)」となっているような場合）があり、それを修正すると下表の結果となった。

パターンBLEU補足
ChatGPT(Excellent)26.557.6/33.5/19.8/13.0 (BP = 1.000 ratio = 1.077 hyp_len = 6064 ref_len = 5633)
ChatGPT(Good)26.056.3/32.6/19.5/12.8 (BP = 1.000 ratio = 1.084 hyp_len = 6104 ref_len = 5633)
Tatoebaを用いたBLEU、ChatGPTの出力を修正した場合

若干修正しても単文（かつ短め）翻訳においてはFuguMTはChatGPT・GPT-3よりも性能が高いという結果になった。ただし、Tatoebaの結果で正しい性能を測ることはそもそも困難であること、BLEUが良い指標とは言い難いこと、ChatGPTの出力は機械的な評価以上に人間に好まれること[2][3]に注意が必要である。実際に目検証を行った限りではChatGPTとFuguMTの性能はほぼ同じレベルに見えた（GPT-3.5はイマイチな訳が含まれていた）。そして、そもそもゼロショットで機械翻訳特化のモデルに相当しているというのも凄いことである。

追加検証

追加検証として外務省、金融庁、デジタル庁のWEBサイトにある英語文を用いて比較を行った。

外務省のデータ

まずはJapan-India Foreign Ministers’ Meeting | Ministry of Foreign Affairs of Japan (mofa.go.jp)から下記文章を抜き出し検証した。

At the outset, Minister Hayashi expressed his respect for Foreign Minister Jaishankar’s leadership in chairing the G20 Foreign Ministers’ Meeting and the Japan-Australia-India-US Foreign Ministers’ Meeting. He stated that as the international community faces a series of major crises, Japan is looking ahead to the G7 Hiroshima Summit in May and the G20 New Delhi Summit in September, and expressed that Japan will continue to work closely with India, which holds the G20 Presidency. In response, Foreign Minister Jaishankar welcomed Minister Hayashi’s visit to India and stated that as G20 Presidency, India would like to cooperate with Japan, which holds the G7 Presidency.

出典：外務省ホームページ　（https://www.mofa.go.jp/s_sa/sw/in/page3e_001319.html、機械翻訳を行った結果を下表に表示）

この程度の長さであれば一文が入力されることを想定したFuguMTでも対応可能だが、テキスト中の行を分割後に翻訳したバージョンも記載している。なお、「外務省」「金融庁」「デジタル庁」など省庁のテキストの多くはクリエイティブ・コモンズ (Creative Commons) — 表示 4.0 国際 — CC BY 4.0と互換性のある利用規約で使うことができる。

パターン日本語訳
ChatGPT(Excellent)冒頭、林大臣は、ジャイシャンカル外相がG20外相会議と日豪印米外相会議の議長を務めたことへの尊敬を表明しました。彼は、国際社会が一連の大危機に直面する中、日本は5月のG7広島サミットと9月のG20ニューデリーサミットに注目し、G20大統領国のインドと引き続き緊密に連携していくと述べました。これに対し、ジャイシャンカル外相は、林大臣のインド訪問を歓迎し、G20大統領国であるインドは、G7大統領国である日本と協力したいと述べました。
ChatGPT(Good)最初に、林大臣は、ジャイシャンカル外務大臣がG20外相会議や日豪印米外相会議で議長を務めたことについて、彼の指導力に対する敬意を表明しました。彼は、国際社会が一連の重大な危機に直面している中、日本は5月のG7広島サミットと9月のG20ニューデリーサミットを見据えており、G20の議長国であるインドと緊密に連携していくと表明しました。これに対し、ジャイシャンカル外務大臣は、林大臣のインド訪問を歓迎し、G20議長国であるインドはG7議長国である日本と協力したいと述べました。
GPT-3.5最初に、林大臣はG20外務大臣会議と日豪印米外務大臣会議を主席としたジャイシャンカール外務大臣の領導力を尊敬した。彼は、国際社会が一連の重大な危機に直面していると述べ、5月にはG7広島サミット、9月にはG20ニューデリーサミットがあると述べ、G20議長国であるインドと緊密に協力していくと表明した。それに対し、ジャイシャンカール外務大臣は林大臣のインド訪問を歓迎し、G20議長国として日本、G7議長国として日本と協力したいと述べた。
FuguMT冒頭,林大臣から,ジャイシャンカル外相のG20外相会合及び日米豪印外相会談の議長に対する敬意を表明しました。国際社会が一連の大きな危機に直面する中で,5月のG7広島サミット,9月のG20ニューデリーサミットを先取りし,引き続きG20議長国であるインドと緊密に連携していく旨述べました。これに対し,ジャイシャンカル外務大臣から,ハヤシ外相の訪印を歓迎し,G20議長国として,G7議長国である日本と協力していきたい旨述べました。
FuguMT（行分割）冒頭,林大臣から,G20外相会合及び日米豪印外相会談の議長として,ジャイシャンカル外務大臣のリーダーシップを尊重する旨述べました。 5月のG7広島サミット、9月のG20ニューデリーサミットに向けて、国際社会が一連の大きな危機に直面する中、日本は引き続きG20議長国であるインドと緊密に連携していく旨述べました。 これに対し,ジャイシャンカル外務大臣から,林大臣のインド訪問を歓迎し,G20議長国として,G7議長国である日本と協力していきたい旨述べました。
外務省のページに対する各パターンの翻訳結果

外務省の日本語記載は下記の通りである。

冒頭、林大臣から、今般のG20外相会合及び日米豪印外相会合の議長としてのジャイシャンカル外相のリーダーシップに敬意を表明するとともに、国際社会が大きな危機に立て続けに直面する中、日本は、5月のG7広島サミット及び9月のG20ニューデリー・サミットを見据え、G20議長国であるインドと、引き続きしっかり連携していきたい旨述べました。これに対し、ジャイシャンカル外相より、林大臣の訪印を歓迎した上で、G20議長国としてG7議長国である日本と協力していきたい旨述べました。

出典：外務省ホームページ　（https://www.mofa.go.jp/mofaj/s_sa/sw/in/page6_000819.html）

全般的に甲乙をつけるのが難しいが、GPT-3.5は若干微妙な訳になっているように見える。FuguMTも誤訳のように思えなくもない（解釈が悩ましい文章になっている）。このように小さな単位で測っても…と思いつつBLEUを計算すると FuguMT（行分割） > FuguMT > ChatGPT(Excellent)　> ChatGPT(Good) > GPT-3.5だった。

金融庁のデータ

金融庁の下記テキストを翻訳した結果は下表の通り。

The FSA proposed the draft amendments to the “Guidelines for Administrative Processes” regarding funds transfer service providers for public consultation.The proposal is mainly aimed at providing amendments to the said Guidelines by setting forth supervisory measures to be taken for funds transfer service providers, in response to the “Ministerial Order to Amend the Regulation for Enforcement of the Labor Standards Act to Allow Wage Payment to the Accounts of Funds Transfer Service Providers Designated by the Minister of Health, Labor and Welfare” (provisional English title) [promulgated on November 28, 2022].

出典：金融庁ウェブサイトhttps://www.fsa.go.jp/en/newsletter/weekly2023/527.html）、機械翻訳を行った結果を下表に表示
パターン日本語訳
ChatGPT(Excellent)FSAは、公共の意見募集のために、資金移転サービスプロバイダーに関する「行政手続指針」の草案改正案を提案しました。この提案は、主に「労働基準法施行規則の改正により、厚生労働大臣が指定した資金移転サービスプロバイダーの口座への賃金支払いを認める」という大命令に対応して、資金移転サービスプロバイダーに対する監督措置を定めることにより、当該指針の改正案を提供することを目的としています。
ChatGPT(Good)FSAは、公開の意見募集のために、資金移転サービスプロバイダに関する「行政手続に関する指針」の草案を提案しました。この提案は、主に、厚生労働大臣が指定した資金移転サービスプロバイダの口座への賃金支払いを許可するための「労働基準法施行規則の改正に関する省令案」(暫定英語タイトル)（2022年11月28日公布）に対応して、資金移転サービスプロバイダに対して取られるべき監督措置を明示することで、該指針の改正案を提供することを目的としています。
GPT-3.5「厚生労働大臣令による労働基準法施行規則の改正（仮英語表記）（2022年11月28日公布）に対応して、資金振込サービス提供者に対する監督措置を定めることを目的として、「行政処理のガイドライン」に関する案を公開諮問することを金融庁が提案しました。
FuguMTFSAは、公共相談のための資金移転サービス提供者に関する「行政プロセスガイドライン」の改正案を提案しました。この提案は、主に、「厚生労働大臣が指定する資金移転サービス事業者の口座への賃金支払いを許可する労働基準法施行規則の改正に関する閣僚令」(仮称)に対応して、資金移転サービス事業者に対して取るべき監督措置を設定することにより、当該ガイドラインの改正案を提供することを目的としています(仮称) [2022年11月28日に公布]。
FuguMT（行分割）FSAは、公的協議のための資金移転サービスプロバイダーに関する「行政プロセスガイドライン」の修正案を提案した。 この提案は、主に「厚生労働大臣が指定する資金移転サービス事業者の口座への賃金支払いを許可する労働基準法施行規則の改正に関する閣僚令」(仮称)(2022年11月28日公布)に対応し、資金移転サービス事業者に対して取るべき監督措置を定めることにより、当該ガイドラインの改正を行うことを目的とするものです。
金融庁のページに対する各パターンの翻訳結果

GPT-3.5以外は甲乙つけがたし、という印象。GPT-3.5は一部を飛ばしてしまっている。もっとも大意があっていればOKという感想はなくはない。

デジタル庁のデータ

最後にデジタル庁のテキストを翻訳した結果は下表の通り。

The Digital Agency makes best effort to eliminate inefficient technology of the government and focuses on the digitalization of improving systems to support daily lives of people. By guaranteeing the security of data and systems, we aim to accelerate digitalization in a user-driven manner. We commit to “Human-friendly digitalization: No one left behind”, underpinned by the vision of “Government as a service” and “Government as a startup.”

出典：デジタル庁（https://www.digital.go.jp/en/creation-en/）、機械翻訳を行った結果を下表に表示
パターン日本語訳
ChatGPT(Excellent)デジタル・エージェンシーは、政府の非効率な技術を排除し、人々の日常生活をサポートするシステムの改善のデジタル化に注力しています。データとシステムのセキュリティを保証することで、ユーザー中心のデジタル化を加速することを目指しています。「誰も後れを取らない」人間にやさしいデジタル化を実現することを約束し、「サービスとしての政府」と「スタートアップとしての政府」というビジョンを土台にしています。
ChatGPT(Good)デジタルエージェンシーは、政府の非効率的な技術を取り除き、人々の日常生活を支援するシステムの改善に重点を置くことでデジタル化に取り組んでいます。また、データやシステムのセキュリティーを保証することで、ユーザー主導のデジタル化を加速することを目指しています。私たちは、「誰一人取り残さない人間中心のデジタル化」というビジョンのもと、「政府サービス」と「政府スタートアップ」という考え方を基盤として、取り組んでいきます。
GPT-3.5デジタルエージェンシーは、政府の不効率な技術を排除し、人々の日常生活を支援するシステムのデジタル化に焦点を当てるための最善の努力をしています。データとシステムのセキュリティを保証することにより、ユーザー主導のデジタル化を加速します。私たちは「人間中心のデジタル化：誰も残さない」を掲げ、「政府をサービスとして」および「政府をスタートアップとして」というビジョンに基づいています。
FuguMTデジタルエージェンシーは、政府の非効率な技術を排除するために最善を尽くし、人々の日常生活を支えるシステム改善のデジタル化に重点を置いています。データとシステムのセキュリティを保証することで、ユーザー主導のデジタル化を加速することを目指しています。私たちは、「Government as a service」と「Government as a startup」のビジョンに裏付けられた「Human-friendly digitalization: No one left back」にコミットします。
FuguMT（行分割）デジタルエージェンシーは、政府の非効率な技術を排除するために最善を尽くし、人々の日常生活を支援するためのシステムの改善のデジタル化に焦点を当てています。 データとシステムのセキュリティを保証することで、ユーザ主導のデジタル化を加速することを目指しています。 私たちは、「サービスとしての政府」と「スタートアップとしての政府」のビジョンに裏付けられた「人間に優しいデジタル化:誰も残っていない」ことを約束します。
デジタル庁のページに対する各パターンの翻訳結果

こちらは全般的に近い翻訳で評価が難しい。GPT-3.5の「不効率」という表記は気になるが、それ以外はまぁ機械翻訳だしこんなもんか、という結果に思える。

まとめ

ChatGPT vs GPT-3.5 vs FuguMTということで翻訳性能を比較してみた。機械的な評価ではFuguMTが上回るが、個別にみていくと甲乙つけがたい結果であることが確認できた（ただ、おそらくChatGPTはGPT-3.5よりも和訳性能が高い）。

LLMを用いた翻訳はPromptの入れ方に依存して性能が変わることがある。実際にChatGPTではSystem Roleに与えたテキストによって訳文が変化している（スコア的にはそこまで変わらずExcellent > Goodということはなさそう）。他論文でも指摘されているが、Promptの工夫や今後のSoft Prompt[4][5]のような技術を適用することで性能はさらに上がっていくものと思われる。

ゼロショットで良い翻訳性能を出したLLMは驚異的とも言え、また、その性質上文単位ではなくドキュメント単位で情報を捉える事も可能、翻訳文のスタイルもコントロール可能と利点が多い。ChatGPTの会話の中で出力させていくUXも素晴らしく、使っていて楽しい。[2]にも書かかれていたように（裏側では）翻訳特化モデルと大規模言語モデル（LLM)＋PromptのHybridで使っていくことになるのかなと思う。

FuguMTとしては「ChatGPTに勝ったぜ」と宣伝するのではなく、文書単位（文単位を超える）機械翻訳モデルへ性能強化するとか、英語OnlyなLLMを使うときに役立つ機能（<t1></t1>で挟まれた部分は訳文でも同じタグで挟まれているようタグ構造を保存して翻訳するなど）を入れるとかそういう方向で強化を行っていきたい。

その他

流行りのChatGPT API（gpt-3.5-turbo）、GPT-3.5 API（text-davinci-003）をFuguMTと比較してみたが、ぶっちぎりで負けているようなことが無くて安心した。OpenAIが使っているデータに日本語が少ないという理由だと悲しいが…

LLM （Large Language Model / 大規模言語モデル）の良さはzero / few shotで動くモデルが作れることにあり、No Data, No Codeで特化型モデルであるFuguMTと遜色ない性能を出しているのは正直凄い。[6]によるとGLUEにおけるChatGPTの性能は（得意不得意の差が大きいが平均的には）BERT-baseでfine tuningした結果と同等、BERT-largeやRoBERTaには及ばないとのこと。FuguMTはTransformer世代で約60Mパラメータ（BERT-baseは約110Mパラメータ）であることを考えるとだいたい想定通りの結果ともいえる。

上記結果を「あらゆるユーザが自分の欲しい”AI”をNo Code, No Dataで生み出せ、その性能はBERT-baseを用いてそこそこのデータでfine tuningした結果と同等」と捉えると世の中にかなりのインパクトがあってもおかしくない。Twitterを見ていると様々なタスクにChatGPTを使うユーザがいて、そのタスクには今まで想定されていなかったものが含まれている。データがいらないという点も重要でまさに「AIの民主化」と言えそう。今まで研究者やエンジニアが想像もしなかった用途で有用な”AI”が出てくる可能性は高い。とっても楽しみ。

NLP業界に与える影響としては、現時点では特化型モデルの方が性能が高い（上記、有用な”AI”のアイデアについてLLMの性能を超えることは可能）とかFATE(Fairness, Accountability, Transparency, Ethics)やRobustness[7]といったモデル性能以外に重要な要素も多数ある[8]ので、分野としての仕事は減らないかむしろ増える気がする。

ChatGPTが嘘を言う、いわゆるHallucinationの問題は機械翻訳やAbstractiveな要約といったテキスト生成でも生じる（生じてきた）問題で応用によっては解決可能。もちろん用途によっては対策が難しいかもしれないし、あまり考えずにChatGPTに頼る場合は問題になるが、現実的には何とかできる感がある。

少し未来のことを考えると今後もLLMの進化は止まらなさそう。上で挙げたfew-shot以上の事例をPromptに埋め込むSoft PromptやCoT(Chain of Thought)[9][10]、PAL(Program-Aided Language models)[11]のようにPromptを工夫する方向性の他、LLM自体の高度化としてマルチモーダル化や外部知識の利用、APIの活用など様々な方向性[12]が研究されている。

個人的にはマルチモーダル化に期待したいところ。自然言語＋画像の大規模モデル構築の試みは非常に多く行われていてかつ成果も上がっている。視覚＋言語理解を得たChatGPTが登場するのはそう遠くないと思う。その後、テーブルデータの理解（またはAutoMLとの統合）や計画・手順の理解がなされると”AIエンジニアGPT”のようなレベルに達する。それぞれについて研究成果が複数あるので意外と早く実現してしまうかもしれない。

この方向でAGIに達するかは不明だが、社会にインパクトを与えうる動きとして注目していきたい。

注釈・参考文献

[1] 単純に学習データに入れないだけではなく、英文側から数字記号を削除し小文字に直したデータをキーとして一致するものが学習データに含まれていないことを確認している。（複文の一部に含まれている場合は検出できないが…）
[2] [2302.09210v1] How Good Are GPT Models at Machine Translation? A Comprehensive Evaluation (arxiv.org)ではもっと詳細に検証されている。
[3] 要約だと[2302.08081] Exploring the Limits of ChatGPT for Query or Aspect-based Text Summarization (arxiv.org)には「we can tell the ChatGPT-generated summaries are surprisingly good and even better than the given references」との記載がある。
[4] The Power of Scale for Parameter-Efficient Prompt Tuning – ACL Anthology
[5] [2302.06541v1] Towards Agile Text Classifiers for Everyone (arxiv.org)
[6] [2302.10198v1] Can ChatGPT Understand Too? A Comparative Study on ChatGPT and Fine-tuned BERT (arxiv.org)
[7] RobustnessはLLMの方が良いかも？と言われていたりもする。[2302.12095v1] On the Robustness of ChatGPT: An Adversarial and Out-of-distribution Perspective (arxiv.org)
[8] [2110.01167] Trustworthy AI: From Principles to Practices (arxiv.org)
[9] [2201.11903] Chain-of-Thought Prompting Elicits Reasoning in Large Language Models (arxiv.org).
[10] その後も非常に多くの報告が出ている　Chain of Thought – arXiv最新論文の紹介 (devneko.jp)
[11] [2211.10435v1] PAL: Program-aided Language Models (arxiv.org)
[12] [2302.07842] Augmented Language Models: a Survey (arxiv.org)