nlp自然语言处理

NLP

nlp自然语言处理（不一定是文本，图形也可以）接入深度学习（向量处理），需要把文字等内容转换成向量输入

深度学习分为有监督和无监督学习两类，对应分类和生成算法都是向量输入

词嵌入（映射到向量）

词嵌入最简单的模型是one-hot，但数据计算量太大，所以后续更多的是减少数据量和建立关联性

• one-hot，最简单分类（单位矩阵），无法识别词之间的相似性，维度高计算量大（10w个词，需要10w个维度）
• word2vector包含两个算法

1. skip-gram，跳字模型：中心词预测背景词
2. cbow，连续词袋模型：背景词预测中心词

输入one-hot输出概率分布，词向量隐藏层输出（非最终输出）
词向量纬度：w(词数量)*v(隐藏层输出)
word2vector通过分析词语的常用组合得到词语的分类信息，类似词语填空
word2vector依赖局部统计信息、对全局缺少依赖

import tensorflow as tf

# 假设vocab_size = 1000
VOCAB_SIZE = 1000
# 假设embedding_size = 300
EMBEDDINGS_SIZE = 300

# 输入单词x是一个[1,vocab_size]大小的矩阵。当然实际上我们一般会用一批单词作为输入，那么就是[N, vocab_size]的矩阵了
x = tf.placeholder(tf.float32, shape=(1,VOCAB_SIZE))
# W1是一个[vocab_size, embedding_size]大小的矩阵
W1 = tf.Variable(tf.random_normal([VOCAB_SIZE, EMBEDDING_SIZE]))
# b1是一个[1，embedding_size]大小的矩阵
b1 = tf.Variable(tf.random_normal([EMBEDDING_SIZE]))
# 简单的矩阵乘法和加法
hidden = tf.add(tf.mutmul(x,W1),b1)

W2 = tf.Variable(tf.random_normal([EMBEDDING_SIZE,VOCAB_SIZE]))
b2 = tf.Variable(tf.random_normal([VOCAB_SIZE]))
# 输出是一个vocab_size大小的矩阵，每个值都是一个词的概率值
prediction = tf.nn.softmax(tf.add(tf.mutmul(hidden,w2),b2))
# 损失函数　
cross_entropy_loss = tf.reduce_mean(-tf.reduce_sum(y_label * tf.log(prediction), reduction_indices=[1]))
# 训练操作
train_op = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.1).minimize(cross_entropy_loss)

• FastText算法库，速度极快类似cbow，预测目标类别而非word2vector的目标词
• glove，在word2vector的基础上，统计同一词在一个上下文出现后在另一个上下文出现的概率

词向量输出位，共现方阵大小v*v（隐藏层输出）

• bert
• 知识图谱，rdf三元组（包含两点一线的结构）、neo4j

图嵌入

类似词嵌入的方式，可以在分类算法中，把隐藏层输出作为图嵌入的表征

向量相似度

• 使用向量的模，点的距离
• 余弦夹角，one-hot向量的相似度0，适用于方向上的差异对大小不敏感的，类似用户评分等。

向量的存储

• elasticsearch
• 向量数据库
• Faiss
• Annoy

语言模型

• seq2seq
• transfomer

输入词向量，通过输出词向量
encoder=》decoder模型

• bert，预训练模型

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