机器学习算法实现解析——word2vec源码解析

zhiyong_will zhiyong_will     2022-08-24     661

关键词:

在阅读本文之前,建议首先阅读“简单易学的机器学习算法——word2vec的算法原理”(目前还没发布),掌握如下的几个概念:

  • 什么是统计语言模型
  • 神经概率语言模型的网络结构
  • CBOW模型和Skip-gram模型的网络结构
  • Hierarchical Softmax和Negative Sampling的训练方法
  • Hierarchical Softmax与Huffman树的关系

有了如上的一些概念,接下来就可以去读word2vec的源码。在源码的解析过程中,对于基础知识部分只会做简单的介绍,而不会做太多的推导,原理部分会给出相应的参考地址。


在wrod2vec工具中,有如下的几个比较重要的概念:

  • CBOW
  • Skip-Gram
  • Hierarchical Softmax
  • Negative Sampling

其中CBOW和Skip-Gram是word2vec工具中使用到的两种不同的语言模型,而Hierarchical Softmax和Negative Sampling是对以上的两种模型的具体的优化方法。

在word2vec工具中,主要的工作包括:

  • 预处理。即变量的声明,全局变量的定义等;
  • 构建词库。即包含文本的处理,以及是否需要有指定词库等;
  • 初始化网络结构。即包含CBOW模型和Skip-Gram模型的参数初始化,Huffman编码的生成等;
  • 多线程模型训练。即利用Hierarchical Softmax或者Negative Sampling方法对网络中的参数进行求解;
  • 最终结果的处理。即是否保存和以何种形式保存。

对于以上的过程,可以由下图表示:

这里写图片描述

在接下来的内容中,将针对以上的五个部分,详细分析下在源代码中的实现技巧,以及简单介绍我在读代码的过程中对部分代码的一些思考。

1、预处理

在预处理部分,对word2vec需要使用的参数进行初始化,在word2vec中是利用传入的方式对参数进行初始化的。

在预处理部分,实现了sigmoid函数值的近似计算。在利用神经网络模型对样本进行预测的过程中,需要对其进行预测,此时,需要使用到sigmoid函数,sigmoid函数的具体形式为:

σ(x)=11+ex=ex1+ex

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