NLP

词性标注(Part-of-Speech Tagging, 简称POS tagging)是将句子中的每个词做一些标记,如动词,名词,副词,形容词等。词性很有用,因为它们揭示了一个单词及其相邻词的很多信息。知道一个单词是名词还是动词可以告诉我们可能的相邻单词(名词前面有限定词和形容词,动词前面有名词)和句法结构单词(名词通常是名词短语的一部分)。一个单词的词性甚至可以在语音识别或合成中发挥作用,因为有些单词不同词性时的读音是不同的。在本综述中,将讨论词性标注的相关算法,比如早期的隐马尔可夫模型 (Hidden Markov Model, HMM)和随机条件域 (Conditional Random Fields, CRF),以及近几年的神经网络。

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BERT,完整描述是使用双向编码器的Transformer (Bidirectional Encoder Representations from Transformers), 是Google在2018年发布的一个神经网络模型 [1]。该模型与以往大多数NLP模型不同,它本身便是一个用于迁移训练的模型。

对于迁移训练,在计算机视觉中迁移训练已经是个常态了,一般都是在经过ImageNet数据训练的预训练模型上进行微调。如今,研究人员在处理NLP问题上也希望能够通过预训练来提高模型能力。而BERT的该论文主要阐述如何在BERT模型上进行预训练,然后基于预训练模型,对于不同任务(task)进行微调。

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Facebook激进地使用卷积网络处理NLP问题,意外地取得了很不错的效果。而 Google 一不做二不休,发布了一种新型的网络结构,transformer模型 [1],该网络结构既不使用RNN,也不使用CNN,而且也获得不错的效果。

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使用长短时期记忆(LSTM)用于序列模型取得了很好的效果,在2017年由Facebook提出了使用卷积神经网络构建Seq2Seq模型 [1]。循环神经网络通过窗口移动方式输入数据进行训练,当句子有 \(\large n\) 个窗口时,获得对应的特征表示的时间复杂度为 \(\large \mathcal{O}(n)\)。而使用卷积神经网络进行并行化计算,当卷积核宽度为 \(\large k\) ,其时间复杂度为 \(\large \mathcal{O}(\frac{n}{k})\)

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编码和解码

我们把源句子(source sentence)表示为 \(\large (x_1, x_2, \dots, x_n) \in x\), 目标句子(target sentence)表示为 \(\large (y_1, y_2, \dots, y_n) \in y\)

使用编码网路(encoder)对源句子进行编码,使用解码网络(decoder)对源句子的编码进行解码,解码出预测句子。同时,作为监督,把目标句子作为解码网络的输入。

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GloVe(Global Vector),是一种结合全局矩阵分解和本地上下文窗口的方法。LSA(latent semantic analysis)虽然能够有效的统计信息,但在词汇类比任务中表现很差。而Skip-gram虽然在词汇类比任务中表现很好,但依赖于窗口的移动,而不能有效统计全局的计数。论文作者认为,全局计数的对数加上双线性回归方法会非常合适。

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Word2Vec模型中,主要有Skip-Gram和CBOW两种模型,从直观上理解,Skip-Gram是给定 Input Word 来预测上下文。而CBOW是给定上下文来预测。本篇文章仅讲解Skip-Gram模型。

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