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Automata-Based Steering of Large Language Models for Diverse Structured Generation

发布时间:2026/11/10 14:05:30 来源:云帆数科 栏目:资讯中心
Automata-Based Steering of Large Language Models for Diverse Structured Generation
文章主要内容总结该研究聚焦于大型语言模型(LLMs)结构化生成中的多样性不足问题,提出了一种基于自动机遍历历史的引导方法,核心内容如下:问题背景:现有结构化生成方法(如Outlines、SGLang)虽能通过有限自动机或下推自动机保证输出的语法有效性,但普遍缺乏多样性,导致下游应用(如软件测试、AI智能体规划)难以覆盖边缘场景。初步实验证实,即使调整采样温度,主流方法仍存在结构模式重复、自动机状态/转移覆盖不足的问题。核心方法:通过追踪生成过程中自动机的状态和转移历史,自适应调整LLM的token选择概率:引入全局转移计数器,奖励探索低频访问的状态路径,提升结构多样性;设计局部状态计数器,惩罚重复访问的状态,避免陷入局部最优;加入动态范围调整因子,根据logits分布规模适配奖励/惩罚强度,平衡探索与生成质量。实验验证:在电子邮件、CSS颜色码、JSON格式、内容过滤(禁止"bomb")四类正则约束任务上,与基线方法Outlines对比,结果显示:结构多样性(状态/转移/路径覆盖)平均提升45%、12%、40%,内容多样性(Vendi得分)平均提升90%;保持88%左右的生成效率(tokens/秒),未显著牺牲速度;案例研究中,生成的测试用例对开源库(email_validator、webcolors)的分支覆盖率分别提升12.89%和5.14%。

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