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......@@ -69,21 +69,26 @@ $$P(w_1, ..., w_T) = \prod_{t=1}^TP(w_t | w_1, ... , w_{t-1})$$
在计算语言学中,n-gram是一种重要的文本表示方法,表示一个文本中连续的n个项。基于具体的应用场景,每一项可以是一个字母、单词或者音节。 n-gram模型也是统计语言模型中的一种重要方法,用n-gram训练语言模型时,一般用每个n-gram的历史n-1个词语组成的内容来预测第n个词。
Yoshua Bengio等科学家就于2003年在著名论文 Neural Probabilistic Language Models \[[1](#参考文献)\] 中介绍如何学习一个神经元网络表示的词向量模型。文中的神经概率语言模型(Neural Network Language Model,NNLM)通过一个线性映射和一个非线性隐层连接,同时学习了语言模型和词向量,即通过学习大量语料得到词语的向量表达,通过这些向量得到整个句子的概率。用这种方法学习语言模型可以克服维度灾难(curse of dimensionality),即训练和测试数据不同导致的模型不准。
注意:由于“神经概率语言模型”说法较为泛泛,我们在这里不用其NNLM的本名,考虑到其具体做法,本文中称该模型为N-gram neural model。
Yoshua Bengio等科学家就于2003年在著名论文 Neural Probabilistic Language Models \[[1](#参考文献)\] 中介绍如何学习一个神经元网络表示的词向量模型。文中的神经概率语言模型(Neural Network Language Model,NNLM)通过一个线性映射和一个非线性隐层连接,同时学习了语言模型和词向量,即通过学习大量语料得到词语的向量表达,通过这些向量得到整个句子的概率。用这种方法学习语言模型可以克服维度灾难(curse of dimensionality),即训练和测试数据不同导致的模型不准。注意:由于“神经概率语言模型”说法较为泛泛,我们在这里不用其NNLM的本名,考虑到其具体做法,本文中称该模型为N-gram neural model。
我们在上文中已经讲到用条件概率建模语言模型,即一句话中第$t$个词的概率和该句话的前$t-1$个词相关。可实际上越远的词语其实对该词的影响越小,那么如果考虑一个n-gram, 每个词都只受其前面`n-1`个词的影响,则有:
$$P(w_1, ..., w_T) = \prod_{t=n}^TP(w_t|w_{t-1}, w_{t-2}, ..., w_{t-n+1})$$
- 给定一些真实语料,这些语料中都是有意义的句子,语言模型的优化目标则是最大化目标函数:
给定一些真实语料,这些语料中都是有意义的句子,N-gram模型的优化目标则是最大化目标函数:
$$\frac{1}{T}\sum_t f(w_t, w_{t-1}, ..., w_{t-n+1};\theta) + R(\theta)$$
$$\frac{1}{T}\sum_t f(w_t, w_{t-1}, ..., w_{t-n+1};\theta) + R(\theta)$$
其中$f(w_t, w_{t-1}, ..., w_{t-n+1})$表示根据历史n-1个词得到当前词$w_t$的条件概率,$R(\theta)$表示参数正则项。
<p align="center">
<img src="image/nnlm.png"><br/>
图2. N-gram神经网络模型
</p>
其中$f(w_t, w_{t-1}, ..., w_{t-n+1})$表示根据历史n-1个词得到当前词$w_t$的条件概率,$R(\theta)$表示参数正则项。
图2展示了N-gram神经网络模型,从下往上看,该模型分为以下几个部分:
- 对于每个样本,模型输入$w_{t-n+1},...w_{t-1}$, 输出句子第t个词为字典中`|V|`个词的概率。
- 对于每个样本,模型输入$w_{t-n+1},...w_{t-1}$, 输出句子第t个词为字典中`|V|`个词的概率。每个输入词$w_{t-n+1},...w_{t-1}$首先通过映射矩阵映射到词向量$C(w_{t-n+1}),...C(w_{t-1})$
每个输入词$w_{t-n+1},...w_{t-1}$首先通过映射矩阵映射到词向量$C(w_{t-n+1}),...C(w_{t-1})$。
- 然后所有词语的词向量连接成一个大向量,并经过一个非线性映射得到历史词语的隐层表示:
......@@ -101,11 +106,6 @@ $$P(w_1, ..., w_T) = \prod_{t=n}^TP(w_t|w_{t-1}, w_{t-2}, ..., w_{t-n+1})$$
其中$y_k^i$表示第$i$个样本第$k$类的真实标签(0或1),$softmax(g_k^i)$表示第i个样本第k类softmax输出的概率。
整个网络示意图如下所示:
<p align="center">
<img src="image/nnlm.png"><br/>
图2. N-gram神经网络模型
</p>
### Continuous Bag-of-Words model(CBOW)
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