Whispers that Shake Foundations: Analyzing and Mitigating False Premise Hallucinations in Large Lang

阅读总结报告

1. 研究背景

大型语言模型（LLMs）在许多任务中取得了显著的成功，但它们仍然面临着幻觉问题，尤其是虚假前提幻觉。虚假前提幻觉是指LLMs在面对包含错误前提的问题时生成幻觉文本的现象。这种现象在互联网上普遍存在，用户在与LLMs互动时很容易提出这类问题，而LLMs在面对这些问题时容易生成幻觉文本。

2. 过去方案和缺点

以往的研究主要集中在检测和缓解幻觉上，但很少有研究关注虚假前提幻觉。尽管LLMs在参数中存储了相应的事实知识，但它们仍然会生成幻觉文本，这表明了现有方法的局限性。

3. 本文方案和步骤

本文提出了一种名为FAITH（False premise Attention head constraIning for miTigating Hallucinations）的新方法来缓解虚假前提幻觉。该方法通过以下步骤实现：

• 自动数据集构建：提出了一个自动数据集构建流程，用于评估虚假前提幻觉。

• 模型不确定性分析：通过量化模型在生成幻觉答案时的不确定性，发现模型在生成幻觉答案时表现出更多的内在不确定性。

• 内部信息流分析：研究了LLMs在生成幻觉答案时的信息流，发现知识在模型的浅层被干扰。

• 个体注意力头分析：探索了自注意力层中每个注意力头对特定事实知识的影响，发现了一组特定的注意力头（虚假前提头）。

4. 本文创新点与贡献

• 提出了一个自动数据集构建流程，创建了两个代表性且易于评估的数据集。

• 对虚假前提幻觉进行了深入分析，揭示了虚假前提注意力头的存在。

• 提出了FAITH方法，通过约束模型中的虚假前提注意力头来缓解幻觉。

5. 本文实验

实验使用了Llama-2-7b-chat和Llama-2-13b-chat模型，在Movie和Prize数据集上进行了测试。实验结果表明，约束大约1%的注意力头可以显著提高模型性能近20%。

6. 实验结论

FAITH方法在缓解虚假前提幻觉方面表现出色，与基线方法相比有显著提升。此外，该方法在参数数量较少的模型上效果更好。

7. 全文结论

本文对虚假前提幻觉进行了全面分析，并提出了FAITH方法。实验结果证明了该方法的有效性，并揭示了虚假前提幻觉的内部工作机制。

注1：

虚假前提幻觉（False Premise Hallucination）是指大型语言模型（LLMs）在处理包含错误或虚假前提的问题时，生成与事实不符的文本的现象。在这种情况下，即使模型具备相关的知识并能够正确回答问题，它仍然会基于问题的虚假前提生成错误的答案。

这种现象通常发生在以下情况：

1. 问题中的虚假信息：用户提出的问题包含了一个未明确陈述但可能被认为真实的错误事实（虚假前提）。例如，问题可能包含一个错误的日期或错误的事件描述。

2. 模型的响应：尽管LLMs能够访问正确的信息，但它们在回答这类问题时，往往会直接接受问题的虚假前提，并基于这个前提生成答案，而不是纠正错误或提供正确的信息。

3. 幻觉文本的生成：由于模型在处理问题时未能识别或忽略虚假前提，它可能会生成看似合理但实际上与事实不符的文本，这就是所谓的幻觉。

虚假前提幻觉是LLMs在理解和生成文本时的一个挑战，因为它涉及到模型对问题上下文的理解和对事实知识的准确回忆。解决这一问题需要模型能够更好地识别和处理问题中的虚假信息，以及在生成答案时更准确地利用其知识库。

注2：

FAITH（False premise Attention head constraIning for miTigating Hallucinations）方法能够缓解虚假前提幻觉的原因在于它直接针对了导致幻觉的内部机制。以下是FAITH方法的关键步骤和原理，解释了它如何有效地减少幻觉：

1. 虚假前提头的识别：FAITH方法首先通过分析LLMs在处理虚假前提问题时的内部信息流，识别出那些在模型中特别活跃并影响知识提取过程的注意力头，这些被称为“虚假前提头”。这些注意力头在模型的浅层主要关注虚假对象部分，导致模型在处理包含虚假前提的问题时产生幻觉。

2. 注意力头的约束：一旦识别出虚假前提头，FAITH方法在模型的推理过程中对这些特定的注意力头进行约束。这意味着在模型生成文本时，这些注意力头的作用被限制，从而减少了它们对模型输出的不良影响。

3. 信息流的调整：通过约束虚假前提头，FAITH方法调整了模型内部的信息流，使得模型在处理虚假前提问题时能够更好地提取和利用存储在参数中的准确知识，而不是生成基于错误前提的幻觉文本。

4. 实验验证：广泛的实验表明，即使只约束模型中大约1%的注意力头，FAITH方法也能显著提高模型的性能，减少幻觉的发生。这证明了该方法在实际应用中的有效性。

总结来说，FAITH方法通过精确地识别和约束那些导致虚假前提幻觉的注意力头，改变了模型的信息处理方式，使其在面对虚假前提问题时能够更准确地回忆和利用事实知识，从而有效地缓解了幻觉问题。

阅读总结

本文针对大型语言模型中的虚假前提幻觉问题进行了深入研究，并提出了一种新的方法来缓解这一问题。通过自动数据集构建、模型不确定性分析、内部信息流分析以及个体注意力头分析，作者揭示了虚假前提幻觉的内部机制，并提出了有效的缓解策略。实验结果表明，FAITH方法能够显著提高模型在面对虚假前提问题时的准确性，从而减少幻觉文本的生成。这项研究不仅为理解LLMs的幻觉问题提供了新的视角，也为未来的研究和实践提供了有价值的参考。