16 Oct

随机分词再探:从Viterbi Sampling到完美采样算法

在文章《随机分词浅探:从Viterbi Decoding到Viterbi Sampling》中,笔者提出了一种名为“Viterbi Sampling”的随机分词算法,它只是在求最优解的Viterbi Decoding基础上进行小修改,保留了Viterbi算法的简单快速的特点,相比于已有的Subword Regularization明显更加高效。不过,知乎上的读者 @鶴舞 指出,当前的采样算法可能会在多次二选一“稀释”了部分方案的出现概率,直接后果是原本分数最高的切分并不是以最高概率出现。

经过仔细思考后,笔者发现相应的问题确实存在,当时为了尽快得到一种新的采样算法,在细节上的思考和处理确实比较粗糙。为此,本文将进一步完善Viterbi Sampling算法,并证明完善后的算法在效果上可以跟Subword Regularization等价的。

问题分析

首先,我们来看一下评论原话

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16 Sep

随机分词浅探:从Viterbi Decoding到Viterbi Sampling

上一篇文章《大词表语言模型在续写任务上的一个问题及对策》发布后,很快就有读者指出可以在训练阶段引入带有随机性的分词结果来解决同样的问题,并且已经有论文和实现。经过进一步查阅学习,笔者发现这是一个名为Subword Regularization的技巧,最早应用在NMT(机器翻译)中,目前SentencePiece也有相应的实现。看起来这个技巧确实能缓解前述问题,甚至有助于增强语言模型的容错能力,所以就有了将它加进去BytePiece的想法。

那么问题来了,如何将确定性分词改为随机性分词呢?BytePiece是基于Unigram模型的,它通过Viterbi算法找最大概率的分词方案,既然有概率,是否就可以自然地导出随机采样?本文来讨论这个问题,并分享自己的解决方案。

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7 Sep

BytePiece:更纯粹、更高压缩率的Tokenizer

目前在LLM中最流行的Tokenizer(分词器)应该是Google的SentencePiece了,因为它符合Tokenizer的一些理想特性,比如语言无关、数据驱动等,并且由于它是C++写的,所以Tokenize(分词)的速度很快,非常适合追求效率的场景。然而,它也有一些明显的缺点,比如训练速度慢(BPE算法)、占用内存大等,同时也正因为它是C++写的,对于多数用户来说它就是黑箱,也不方便研究和二次开发。

事实上,Tokenizer的训练就相当于以往的“新词发现”,而笔者之前也写过中文分词最小熵系列文章,对新词发现也有一定的积累,所以很早之前就有自己写一版Tokenizer的想法。这几天总算腾出了时间初步完成了这件事情,东施效颦SentencePiece,命名为“BytePiece”。

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9 Sep

新词发现是NLP的基础任务之一,主要是希望通过无监督发掘一些语言特征(主要是统计特征),来判断一批语料中哪些字符片段可能是一个新词。本站也多次围绕“新词发现”这个话题写过文章,比如:

在这些文章之中,笔者觉得理论最漂亮的是《基于语言模型的无监督分词》,而作为新词发现算法来说综合性能比较好的应该是《更好的新词发现算法》,本文就是复现这篇文章的新词发现算法。

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10 Apr

分享一次专业领域词汇的无监督挖掘

去年 Data Fountain 曾举办了一个“电力专业领域词汇挖掘”的比赛,该比赛有意思的地方在于它是一个“无监督”的比赛,也就是说它考验的是从大量的语料中无监督挖掘专业词汇的能力。

这个显然确实是工业界比较有价值的一个能力,又想着我之前也在无监督新词发现中做过一定的研究,加之“无监督比赛”的新颖性,所以当时毫不犹豫地参加了,然而最终排名并不靠前~

不管怎样,还是分享一下我自己的做法,这是一个真正意义上的无监督做法,也许会对部分读者有些参考价值。

基准对比

首先,新词发现部分,用到了我自己写的库nlp zero,基本思路是先分别对“比赛所给语料”、“自己爬的一部分百科百科语料”做新词发现,然后两者进行对比,就能找到一批“比赛所给语料”的特征词。

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11 Mar

【中文分词系列】 8. 更好的新词发现算法

如果依次阅读该系列文章的读者,就会发现这个系列共提供了两种从0到1的无监督分词方案,第一种就是《【中文分词系列】 2. 基于切分的新词发现》,利用相邻字凝固度(互信息)来做构建词库(有了词库,就可以用词典法分词);另外一种是《【中文分词系列】 5. 基于语言模型的无监督分词》,后者基本上可以说是提供了一种完整的独立于其它文献的无监督分词方法。

但总的来看,总感觉前面一种很快很爽,却又显得粗糙;后面一种很好很强大,却又显得太过复杂(viterbi是瓶颈之一)。有没有可能在两者之间折中一下?这就导致了本文的结果,达到了速度与效果的平衡。至于为什么说“更好”?因为笔者研究词库构建也有一段时间了,以往构建的词库总不能让人(让自己)满意,生成的词库一眼看上去,都能够扫到不少不合理的地方,真的要用得需要经过较多的人工筛选。而这一次,一次性生成的词库,一眼扫过去,不合理的地方少了很多,如果不细看,可能就发现不了了。

分词的目的

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6 Mar

这个系列慢慢写到第7篇,基本上也把分词的各种模型理清楚了,除了一些细微的调整(比如最后的分类器换成CRF)外,剩下的就看怎么玩了。基本上来说,要速度,就用基于词典的分词,要较好地解决组合歧义何和新词识别,则用复杂模型,比如之前介绍的LSTM、FCN都可以。但问题是,用深度学习训练分词器,需要标注语料,这费时费力,仅有的公开的几个标注语料,又不可能赶得上时效,比如,几乎没有哪几个公开的分词系统能够正确切分出“扫描二维码,关注微信号”来。

本文就是做了这样的一个实验,仅用一个词典,就完成了一个深度学习分词器的训练,居然效果还不错!这种方案可以称得上是半监督的,甚至是无监督的。

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13 Jan

【中文分词系列】 6. 基于全卷积网络的中文分词

之前已经写过用LSTM来做分词的方案了,今天再来一篇用CNN的,准确来说是FCN,全卷积网络。其实这个模型的主要目的并非研究中文分词,而是练习tensorflow。从两年前就开始用Keras了,可以说对它比较熟了,也渐渐发现了它的一些不足,比如处理变长输入时不方便、加入自定义的约束比较困难等,所以干脆试试原生的tensorflow了,试了之后发现其实也不复杂。嗯,都是python,能有多复杂。本文就是练习一下如何用tensorflow处理不定长输入任务,以中文分词为例,并在最后加入了硬解码将深度学习与词典分词结合了起来

CNN

另外,就是关于FCN的。放到语言任务中看,(一维)卷积其实就是ngram模型,从这个角度来看其实CNN远比RNN来得自然,RNN好像就是为序列任务精心设计的,而CNN则是传统ngram模型的一个延伸。另外不管CNN和RNN都有权值共享,看上去只是为了降低运算量的一个折中选择,但事实上里边大有道理。CNN中的权值共享是平移不变性的必然结果,而不是仅仅是降低运算量的一个选择,试想一下,将一幅图像平移一点点,或者在一个句子前插入一个无意义的空格(导致后面所有字都向后平移了一位),这样应该给出一个相似甚至相同的结果,而这要求卷积必然是权值共享的,即权值不能跟位置有关系。

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