WordNet
| 对比项 | 普通字典 | WordNet |
|---|---|---|
| 建立方式 | 人类写作者为读者编写 | 语言学家为计算机编写 |
| 内容结构 | 每个词独立定义、例句 | 每个词义（Synset）之间有网络关系 |
| 主要用途 | 查含义、拼写 | 计算机进行语义推理、相似度计算 |
| 数据形式 | 文本 | 图结构（词义节点 + 语义边） |
Problems with WordNet
One-hot
Problem of similarity
WordNet 方式失败，因此要"学习向量"而非人工列举。
Distributional semantics:
word vector
word vector=word embedding =word representation
"分布式"意思是------词义被分布在多个维度上，不是集中在某一个维度。
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每一维都反映一部分语义（可能与语法、语境、主题有关）。
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例如，"banking"的第 7 维可能反映"金融性"，第 19 维可能反映"机构性"，等等。
因此，语义信息是**分布式编码（distributed encoding）**的。
Word2vec
核心概念
Word2Vec 是 Mikolov 等人在 2013 年提出的一个框架，用来从大量文本中学习词向量（word vectors） 。
它的目标是：
让语义相似的单词拥有相似的向量表示。
主要思想（Idea）
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We have a large corpus of text
→ 我们有一个巨大的文本语料库（corpus），比如所有维基百科文章。
这就是模型的训练数据。
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Every word is represented by a vector
→ 语料库中每个词都有一个可学习的向量（embedding）。
这些向量最开始是随机的，模型训练后会逐渐学到语义信息。
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Go through each position t in the text
→ 在语料的每个位置 t，取出当前的中心词（center word）记为 c = w(t)，
并找出它前后一定范围内的上下文词（context words） o = w(t±1), w(t±2)...。
这称为滑动窗口（context window）。
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Use similarity to calculate probability
→ 模型计算"在给定中心词 c 的情况下，上下文词 o 出现的概率"，
用到的就是它们的词向量相似度（通常用点积）。
数学上写成： P(o∣c)=euoTvc∑w∈VeuwTvcP(o|c) = \frac{e^{u_o^T v_c}}{\sum_{w \in V} e^{u_w^T v_c}} P(o∣c)=∑w∈VeuwTvceuoTvc
（softmax 形式）
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Keep adjusting word vectors to maximize this probability
→ 不断调整这些词向量，使得真实上下文词出现的概率最大。
换句话说，模型学习到：
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"banking" 的上下文常出现 "finance, loan, money"；
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"apple" 的上下文常出现 "fruit, tree, eat"；
因此它们的向量就会靠近这些语义邻居。
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右侧图解释
右边的图展示的是 Skip-gram 模型结构（Word2Vec 的两种形式之一）：
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输入层：当前中心词 w(t)（例如 "banking"）。
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投影层（projection）：把输入词映射成向量表示（embedding）。
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输出层：预测它周围的上下文词 w(t−2)、w(t−1)、w(t+1)、w(t+2)。
也就是说，Skip-gram 的任务是：
给定中心词 → 预测上下文。
另一种相反的模型叫 CBOW（Continuous Bag of Words），是：
给定上下文 → 预测中心词。
Word2vec:objective function
下标
在 Word2Vec 中：
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下标在 v 上的词是中心词；
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下标在 u 上的词是上下文词。
换句话说：
vcv_cvc→ "谁在预测别人"，
uou_ouo → "谁被预测出来"。
预测函数
在 Word2Vec 的上下文里，这个 xix_ixi 其实具体对应的是每个词的相似度分数（score）
max" 表示会放大最大值的影响；
"soft" 表示仍然给较小的值留一点概率
Optimize value of parameters to minimize loss
在 Word2Vec 里，参数 θ 就是所有词的中心向量和上下文向量的集合。
Gradient descent
Stochastic Gradient Descent
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在 Batch GD 中，偏导数是全体样本平均梯度。
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在 SGD 中，偏导数是单一样本的梯度，因此每次都能更新参数