词嵌入Word Embedding

1. 背景

词嵌入定义为NLP中语言建模和特征学习技术的总称，是一种将文本中的词汇转化成数值向量的方法(将字典中的单词和词组映射成实向量)。
one-hot编码存在的一个主要问题是它无法表示出词汇间的相似度。

2. 分布式表示

分布式表示试图通过考虑上下文词汇间的关系来捕捉词汇语义。分布式表示的目标是找出一个通用的转换函数，把词汇转换成(与它关联的)向量，使它们之间的相似性符合词汇间语义的相性。

2.1 word2vec

word2vec 是一个模型组，这些模型是无监督的，它以大型文本语料作为输入，并生成词汇的向量空间。其向量空间的维度通常低于one-hot编码的字典大小的向量空间维度。

尽管word2vec创建了用于深度学习NLP模型的向量，但它却是浅层NN。

常见的两种结构如下：

2.1.1 skip-gram

skip-gram 模型训练的目标是通过给定的当前词(中心词)来预测周围词。skip-gram 方法会对正样例可能性的结果池进行随机采样；对用于生成负样例的负样本取样处理，会包含从文本中随机组对的任意token。

2.2.2 CBOW连续词袋模型

CBOW（Continuous Bag Of Words）模型通过周围的词汇预测当前词，且上下文词汇的顺序不会影响预测结果(即词袋的假定)。

CBOW更快，但skip-gram在预测非常用词时比较出色。

2.2.3 从模型中提取word2vec向量

把字典中的词转换成稠密的低维的分布式表示时所用的权重矩阵。

Gensim库提供了一个word2vec的实现。

2.2 GloVe

GloVe是一种获取词的向量表示的非监督学习算法，其训练基于语料中全局聚合的共现词的统计进行，结果表示展示了词向量空间中有趣的线性子结构。（字典表示中的全局向量叫GloVe向量。）

GloVe处理过程把共现矩阵转换成了一对(word, feature) 和 (feature, context)的矩阵。这个过程就是矩阵分解，它是通过随机梯度下降的方法完成的，SGD是一种数值迭代方法。当SGD收敛时矩阵(word, feature)就是GloVe向量，为了加快收敛，SGD通常采用并发模式。