NLP自然语言处理—N-gram language model

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自然语言理解模型

自然语言理解模型

自然语言理解模型
自然语言理解模型是人工智能领域中一种重要的技术,它使得计算机可以理解和解析人类语言,从而进行更自然和流畅的人机交互。

以下是自然语言理解模型的一些主要类型:
1. 词袋模型(Bag-of-Words Model):这是最简单的自然语言理解模型,它将文本表示为词语的集合,忽略了词语之间的顺序和语法结构。

2. N-gram模型:基于词袋模型,考虑了相邻词语之间的关系,通过计算相邻词语的概率来预测下一个词语。

3. 词嵌入模型(Word Embedding Model):将词语映射到低维向量空间,通过计算词语之间的相似度来理解文本。

4. 循环神经网络(Recurrent Neural Network):RNN是一种可以处理序列数据的神经网络,它能够记忆前序数据,适合处理自然语言这种序列数据。

5. 长短期记忆网络(Long Short-Term Memory):LSTM是一种特殊的RNN,可以解决RNN在处理长序列时出现的梯度消失问题,更好地处理自然语言数据。

6. 变压器(Transformer):Transformer是一种全新的神经网络结构,通过自注意力机制和多头注意力机制来理解上下文信息,在自然语言处理任务中取得了很好的效果。

7. BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers):BERT是一种基于Transformer的自然语言理解模型,通过对语言数据进行双向编码和理解,可以更好地捕捉上下文信息。

语言模型的基本概念

语言模型的基本概念
(4)
Good-Turing平滑
利用频率的类别信息来对频率进行平滑:
(5)
其中,N(c)表示频率为c的n-gram的数量。
线性插值平滑
该数据平滑技术主要利用低元n-gram模型对高元n-gram模型进行线性插值。因为在没有足够的数据对高元n-gram模型进行概率估计时,低元n-gram模型通常可以提供有用的信息。
语言模型的基本概念
本文介绍一下有关语言模型的基本概念,但是在介绍语言模型之前,先简单回顾一下自然语言处理这个大问题吧。现在自然语言处理的研究绝对是一个非常火热的方向,主要是被当前的互联网发展所带动起来的。在互联网上充斥着大量的信息,主要是文字方面的信息,对这些信息的处理离不开自然语言处理的技术。那么究竟什么是自然语言以及自然语言处理呢?
这种问题也被称为数据稀疏(Data Sparseness),解决数据稀疏问题可以通过数据平滑(Data Smoothing)技术来解决。
n-gram模型的数据平滑
数据平滑是对频率为0的n元对进行估计,典型的平滑算法有加法平滑、Good-Turing平滑、Katz平滑、插值平滑,等等。
加法平滑
基本思想是为避免零概率问题,将每个n元对得出现次数加上一个常数δ(0&Natural Language)其实就是人类语言,自然语言处理(NLP)就是对人类语言的处理,当然主要是利用计算机。自然语言处理是关于计算机科学和语言学的交叉学科,常见的研究任务包括:
分词(Word Segmentation或Word Breaker,WB)
信息抽取(Information Extraction,IE):命名实体识别和关系抽取(Named Entity Recognition & Relation Extraction,NER)

n-gram计算例子

n-gram计算例子

n-gram计算例子English Answer:N-grams.N-grams are sequences of n words from a text or speech. They are used in natural language processing (NLP) for various tasks such as language modeling, machine translation, and text classification.Examples of N-grams.1-grams (unigrams): Single words, such as "the", "dog", and "runs".2-grams (bigrams): Pairs of words, such as "the dog", "dog runs", and "runs fast".3-grams (trigrams): Triples of words, such as "the dog runs", "runs fast", and "fast and".N-gram Calculation Example.Given the sentence "The dog runs fast and barks loudly", we can calculate the n-grams as follows:1-grams: the, dog, runs, fast, and, barks, loudly.2-grams: the dog, dog runs, runs fast, fast and, and barks, barks loudly.3-grams: the dog runs, dog runs fast, runs fast and, fast and barks, and barks loudly.Applications of N-grams.N-grams are widely used in NLP tasks:Language modeling: N-grams can be used to predict the next word in a sequence, which is essential for text generation and machine translation.Machine translation: N-grams can capture word and phrase-level dependencies, improving translation accuracy.Text classification: N-grams can be used to identify patterns and extract features for text classification tasks.Additional Notes.The order of words in n-grams is important.N-grams with higher values of n (e.g., 4-grams, 5-grams) can capture longer-range dependencies but may also suffer from data sparsity.N-grams are typically smoothed using techniques suchas Witten-Bell smoothing or Good-Turing smoothing to handle unseen n-grams.中文回答:N-Gram.N-Gram 是从文本或语音中提取的 n 个单词序列。

语音识别基本原理

语音识别基本原理

语音识别基本原理语音识别(Speech Recognition)是指将人类的语音信息转换成相应的文本或命令的技术。

它是自然语言处理(Natural Language Processing)领域中的一个重要任务,被广泛应用在语音助手、智能家居、自动驾驶等领域。

语音识别的基本原理包括声学模型和语言模型两个方面,下面将详细介绍这两个方面的内容。

1. 声学模型声学模型是语音识别中用于对输入的声学信号进行建模和识别的关键组成部分。

它主要解决如何从连续的声学信号中提取出与之对应的离散化表示,即音素或字词序列。

1.1 声学特征提取首先需要将连续的声音信号转换为机器可以处理的数字形式。

这一过程称为声学特征提取,常见的特征包括梅尔频率倒谱系数(MFCC)、线性预测编码(LPC)系数等。

MFCC是一种常用且有效的声学特征表示方法。

它通过将频谱信息映射到梅尔刻度上,并计算其中每个切片区域内的能量或功率,最后取对数得到特征向量。

1.2 隐马尔可夫模型隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)是一种常用的声学模型。

它将语音信号看作是由一系列隐藏状态生成的观测序列。

在语音识别中,隐藏状态通常对应于音素或子音素。

HMM由三个基本问题组成:1.评估问题(Evaluation):给定观测序列和模型参数,计算观测序列出现的概率。

2.解码问题(Decoding):给定观测序列和模型参数,找到最可能生成观测序列的隐藏状态序列。

3.学习问题(Learning):给定观测序列,调整模型参数使得观测序列出现概率最大。

在语音识别中,解码问题是最常见的应用。

通过使用维特比算法等解码方法,可以找到最可能的隐藏状态序列,从而实现音素或字词的识别。

2. 语言模型语言模型是指对自然语言中单词或字母的组合概率进行建模的技术。

它主要解决如何根据上下文信息来判断某个单词或字母在给定句子中出现的概率。

2.1 n-gram模型n-gram模型是一种常用的语言模型。

N-gram模型综述

N-gram模型综述

有机器翻 译 自动评分,摘 要生产系统 自动评分。单词分 类,文本分类等 ,但是 却没有对于 N.gram模 型主要 平滑 方法 的综合介 绍,所 以本 文着重 介绍 了几 种常用 的平 滑 方 法 .
计算 机利用 N—gram 模 型计算 出后面每个 可能 的 词 的概 率,并选择概 率最大 的词放到 homework后面 , N.gram 模 型还用于 计算整 个句子 在语料 库 中出现 的 概 率 ,比如 下 面 两 条 语 句 :
引 用 格 式 :尹 陈 ,吴 敏 .N—gram 模 型 综 述 .计 算 机 系 统 应 用 ,2018,27(10):33—38.http://www.C~S a.org.cn/1003.3254/6560.html
Survey on N-gram M odel
Y IN Chen.、 U M in (School of Software Engineering,University of Science and Technology of China,Hefei 23005 1,China) A bstract:The N -gram m odel is one of the m ost com m only used language m odels in natural language processing and is w idely used in m any tasks such as speech recognition,handw riting recognition,spelling correction,m achine translation and search engines.H ow ever,the N —gram m odel often presents zero—probability problem s in training and application

自然语言处理及计算语言学相关术语中英对译表三_计算机英语词汇

自然语言处理及计算语言学相关术语中英对译表三_计算机英语词汇

multilingual processing system 多语讯息处理系统multilingual translation 多语翻译multimedia 多媒体multi-media communication 多媒体通讯multiple inheritance 多重继承multistate logic 多态逻辑mutation 语音转换mutual exclusion 互斥mutual information 相互讯息nativist position 语法天生假说natural language 自然语言natural language processing (nlp) 自然语言处理natural language understanding 自然语言理解negation 否定negative sentence 否定句neologism 新词语nested structure 崁套结构network 网络neural network 类神经网络neurolinguistics 神经语言学neutralization 中立化n-gram n-连词n-gram modeling n-连词模型nlp (natural language processing) 自然语言处理node 节点nominalization 名物化nonce 暂用的non-finite 非限定non-finite clause 非限定式子句non-monotonic reasoning 非单调推理normal distribution 常态分布noun 名词noun phrase 名词组np (noun phrase) completeness 名词组完全性object 宾语{语言学}/对象{信息科学}object oriented programming 对象导向程序设计[面向对向的程序设计]official language 官方语言one-place predicate 一元述语on-line dictionary 线上查询词典 [联机词点]onomatopoeia 拟声词onset 节首音ontogeny 个体发生ontology 本体论open set 开放集operand 操作数 [操作对象]optimization 最佳化 [最优化]overgeneralization 过度概化overgeneration 过度衍生paradigmatic relation 聚合关系paralanguage 附语言parallel construction 并列结构parallel corpus 平行语料库parallel distributed processing (pdp) 平行分布处理paraphrase 转述 [释意;意译;同意互训]parole 言语parser 剖析器 [句法剖析程序]parsing 剖析part of speech (pos) 词类particle 语助词part-of relation part-of 关系part-of-speech tagging 词类标注pattern recognition 型样识别p-c (predicate-complement) insertion 述补中插pdp (parallel distributed processing) 平行分布处理perception 知觉perceptron 感觉器 [感知器]perceptual strategy 感知策略performative 行为句periphrasis 用独立词表达perlocutionary 语效性的permutation 移位petri net grammar petri 网语法philology 语文学phone 语音phoneme 音素phonemic analysis 因素分析phonemic stratum 音素层phonetics 语音学phonogram 音标phonology 声韵学 [音位学;广义语音学] phonotactics 音位排列理论phrasal verb 词组动词 [短语动词]phrase 词组 [短语]phrase marker 词组标记 [短语标记]pitch 音调pitch contour 调形变化pivot grammar 枢轴语法pivotal construction 承轴结构plausibility function 可能性函数pm (phrase marker) 词组标记 [短语标记] polysemy 多义性pos-tagging 词类标记postposition 方位词pp (preposition phrase) attachment 介词依附pragmatics 语用学precedence grammar 优先级语法precision 精确度predicate 述词predicate calculus 述词计算predicate logic 述词逻辑 [谓词逻辑]predicate-argument structure 述词论元结构prefix 前缀premodification 前置修饰preposition 介词prescriptive linguistics 规定语言学 [规范语言学] presentative sentence 引介句presupposition 前提principle of compositionality 语意合成性原理privative 二元对立的probabilistic parser 概率句法剖析程序problem solving 解决问题program 程序programming language 程序设计语言 [程序设计语言] proofreading system 校对系统proper name 专有名词prosody 节律prototype 原型pseudo-cleft sentence 准分裂句psycholinguistics 心理语言学punctuation 标点符号pushdown automata 下推自动机pushdown transducer 下推转换器qualification 后置修饰quantification 量化quantifier 范域词quantitative linguistics 计量语言学question answering system 问答系统queue 队列radical 字根 [词干;词根;部首;偏旁]radix of tuple 元组数基random access 随机存取rationalism 理性论rationalist (position) 理性论立场 [唯理论观点]reading laboratory 阅读实验室real time 实时real time control 实时控制 [实时控制]recursive transition network 递归转移网络reduplication 重叠词 [重复]reference 指涉referent 指称对象referential indices 指针referring expression 指涉词 [指示短语]register 缓存器[寄存器]{信息科学}/调高{语音学}/语言的场合层级{社会语言学}regular language 正规语言 [正则语言]relational database 关系型数据库 [关系数据库]relative clause 关系子句relaxation method 松弛法relevance 相关性restricted logic grammar 受限逻辑语法resumptive pronouns 复指代词retroactive inhibition 逆抑制rewriting rule 重写规则rheme 述位rhetorical structure 修辞结构rhetorics 修辞学robust 强健性robust processing 强健性处理robustness 强健性schema 基朴school grammar 教学语法scope 范域 [作用域;范围]script 脚本search mechanism 检索机制search space 检索空间searching route 检索路径 [搜索路径]second order predicate 二阶述词segmentation 分词segmentation marker 分段标志selectional restriction 选择限制semantic field 语意场semantic frame 语意架构semantic network 语意网络semantic representation 语意表征 [语义表示] semantic representation language 语意表征语言semantic restriction 语意限制semantic structure 语意结构semantics 语意学sememe 意素semiotics 符号学sender 发送者sensorimotor stage 感觉运动期sensory information 感官讯息 [感觉信息]sentence 句子sentence generator 句子产生器 [句子生成程序]sentence pattern 句型separation of homonyms 同音词区分sequence 序列serial order learning 顺序学习serial verb construction 连动结构set oriented semantic network 集合导向型语意网络 [面向集合型语意网络]sgml (standard generalized markup language) 结构化通用标记语言shift-reduce parsing 替换简化式剖析short term memory 短程记忆sign 信号signal processing technology 信号处理技术simple word 单纯词situation 情境situation semantics 情境语意学situational type 情境类型social context 社会环境sociolinguistics 社会语言学software engineering 软件工程 [软件工程]sort 排序speaker-independent speech recognition 非特定语者语音识别spectrum 频谱speech 口语speech act assignment 言语行为指定speech continuum 言语连续体speech disorder 语言失序 [言语缺失]speech recognition 语音辨识speech retrieval 语音检索speech situation 言谈情境 [言语情境]speech synthesis 语音合成speech translation system 语音翻译系统speech understanding system 语音理解系统spreading activation model 扩散激发模型standard deviation 标准差standard generalized markup language 标准通用标示语言start-bound complement 接头词state of affairs algebra 事态代数state transition diagram 状态转移图statement kernel 句核static attribute list 静态属性表statistical analysis 统计分析statistical linguistics 统计语言学statistical significance 统计意义stem 词干stimulus-response theory 刺激反应理论stochastic approach to parsing 概率式句法剖析 [句法剖析的随机方法]stop 爆破音stratificational grammar 阶层语法 [层级语法]string 字符串[串;字符串]string manipulation language 字符串操作语言string matching 字符串匹配 [字符串]structural ambiguity 结构歧义structural linguistics 结构语言学structural relation 结构关系structural transfer 结构转换structuralism 结构主义structure 结构structure sharing representation 结构共享表征subcategorization 次类划分 [下位范畴化] subjunctive 假设的sublanguage 子语言subordinate 从属关系subordinate clause 从属子句 [从句;子句] subordination 从属substitution rule 代换规则 [置换规则] substrate 底层语言suffix 后缀superordinate 上位的superstratum 上层语言suppletion 异型[不规则词型变化] suprasegmental 超音段的syllabification 音节划分syllable 音节syllable structure constraint 音节结构限制symbolization and verbalization 符号化与字句化synchronic 同步的synonym 同义词syntactic category 句法类别syntactic constituent 句法成分syntactic rule 语法规律 [句法规则]syntactic semantics 句法语意学syntagm 句段syntagmatic 组合关系 [结构段的;组合的] syntax 句法systemic grammar 系统语法tag 标记target language 目标语言 [目标语言]task sharing 课题分享 [任务共享] tautology 套套逻辑 [恒真式;重言式;同义反复] taxonomical hierarchy 分类阶层 [分类层次] telescopic compound 套装合并template 模板temporal inference 循序推理 [时序推理] temporal logic 时间逻辑 [时序逻辑] temporal marker 时貌标记tense 时态terminology 术语text 文本text analyzing 文本分析text coherence 文本一致性text generation 文本生成 [篇章生成]text linguistics 文本语言学text planning 文本规划text proofreading 文本校对text retrieval 文本检索text structure 文本结构 [篇章结构]text summarization 文本自动摘要 [篇章摘要] text understanding 文本理解text-to-speech 文本转语音thematic role 题旨角色thematic structure 题旨结构theorem 定理thesaurus 同义词辞典theta role 题旨角色theta-grid 题旨网格token 实类 [标记项]tone 音调tone language 音调语言tone sandhi 连调变换top-down 由上而下 [自顶向下]topic 主题topicalization 主题化 [话题化]trace 痕迹trace theory 痕迹理论training 训练transaction 异动 [处理单位]transcription 转写 [抄写;速记翻译]transducer 转换器transfer 转移transfer approach 转换方法transfer framework 转换框架transformation 变形 [转换]transformational grammar 变形语法 [转换语法] transitional state term set 转移状态项集合transitivity 及物性translation 翻译translation equivalence 翻译等值性translation memory 翻译记忆transparency 透明性tree 树状结构 [树]tree adjoining grammar 树形加接语法 [树连接语法] treebank 树图数据库[语法关系树库]trigram 三连词t-score t-数turing machine 杜林机 [图灵机]turing test 杜林测试 [图灵试验]type 类型type/token node 标记类型/实类节点type-feature structure 类型特征结构typology 类型学ultimate constituent 终端成分unbounded dependency 无界限依存underlying form 基底型式underlying structure 基底结构unification 连并 [合一]unification-based grammar 连并为本的语法 [基于合一的语法] universal grammar 普遍性语法universal instantiation 普遍例式universal quantifier 全称范域词unknown word 未知词 [未定义词]unrestricted grammar 非限制型语法usage flag 使用旗标user interface 使用者界面 [用户界面]valence grammar 结合价语法valence theory 结合价理论valency 结合价variance 变异数 [方差]verb 动词verb phrase 动词组 [动词短语]verb resultative compound 动补复合词verbal association 词语联想verbal phrase 动词组verbal production 言语生成vernacular 本地话v-o construction (verb-object) 动宾结构vocabulary 字汇vocabulary entry 词条vocal track 声道vocative 呼格voice recognition 声音辨识 [语音识别]vowel 元音vowel harmony 元音和谐 [元音和谐]waveform 波形weak verb 弱化动词whorfian hypothesis whorfian 假说word 词word frequency 词频word frequency distribution 词频分布word order 词序word segmentation 分词word segmentation standard for chinese 中文分词规范word segmentation unit 分词单位 [切词单位]word set 词集working memory 工作记忆 [工作存储区]world knowledge 世界知识writing system 书写系统x-bar theory x标杠理论 ["x"阶理论]zipf's law 利夫规律 [齐普夫定律]。

自然语言处理中的词向量模型设计教程

自然语言处理中的词向量模型设计教程自然语言处理(NLP)是人工智能领域的重要研究方向,旨在使计算机能够理解、处理人类语言。

在NLP中,词向量模型设计是一项关键任务,其目标是将单词转化为一组数值表示,以便计算机能够对其进行分析和处理。

本文将介绍常用的词向量模型设计方法,并提供相应示例。

1. 独热编码(One-Hot Encoding)独热编码是最简单的词向量表示方法之一。

它将每个单词表示为一个稀疏向量,其中只有一个元素为1,其余元素为0。

具体而言,为了表示一个由N个单词组成的词汇表中的单词,独热编码使用了一个N维的向量空间,其中每个单词对应唯一的维度。

这种方法简单直观,但存在维度灾难(curse of dimensionality)问题。

2. 统计语言模型(Statistical Language Model)统计语言模型是一种基于概率统计的词向量表示方法。

它通过分析文本语料库中单词的出现频率和上下文关系来建模单词之间的关联性。

常用的统计语言模型包括n-gram模型和基于马尔可夫过程的模型。

这些模型可以通过计算条件概率来预测给定上下文的下一个单词,从而获得单词的向量表示。

3. 基于分布假设的方法(Distributional Hypothesis)基于分布假设的方法认为具有相似上下文的单词具有相似的语义。

这种方法通过计算单词在不同上下文中的分布情况来构建词向量。

其中,词袋模型(Bag-of-Words)和词共现矩阵(Co-occurrence Matrix)是常用的基于分布假设的方法。

词袋模型将文本表示为单词的频率向量,而词共现矩阵则通过计算单词在上下文中的共现次数来构建向量表示。

4. 神经网络模型(Neural Network Models)随着深度学习的兴起,神经网络模型成为了词向量模型设计中的主流方法。

其中最著名的是Word2Vec模型。

Word2Vec模型基于神经网络,在大规模语料库上进行训练,通过预测给定上下文的目标单词来学习单词的向量表示。

al的知识点总结

al的知识点总结语言模型(Language Model,LM)是人工智能自然语言处理领域中的一种基础技术,通过对大量语料库进行建模,来预测一个句子是否合理、连贯,以及生成一个新的句子。

而自然语言处理的应用,已经涵盖了文本分类、机器翻译、语音识别、问答系统等领域。

其中,基于语言模型的深度学习在自然语言处理领域已经达到了很高的精度,特别是在大数据时代。

`一、基础知识`1. 语言模型(LM)的定义语言模型是通过文本数据,建立统计模型来获取句子概率的一种方法。

它的核心任务就是预测一个句子在语法及语义上是否合理,是自然语言处理中的一种基础技术。

2. 语言模型的特点(1)基于语言统计的思想:语言模型是基于统计学和概率论的基础上来预测文本的。

(2)可用于自然语言理解和生成:语言模型可以被用来模拟人类的语言实现自然语言理解和生成的目的。

(3)能够提高自然语言处理的精度:语言模型是各类自然语言处理技术的核心模块,其提高了自然语言处理的精度。

3. 语言模型的输入与输出语言模型接受的输入是一个文本序列,输出是文本序列的概率。

比如,给定一个序列 X,LM 就要计算:P(X)。

4. 语言模型的评价指标语言模型的评价指标主要有两种:(1)困惑度(Perplexity,PPL):映射整个语言模型的质量,越低越好。

(2)准确率(Accuracy):其计算方式为被语言模型预测正确的句子数目占全部句子数的比例。

`二、常见的语言模型`1. N-Gram 语言模型N-Gram语言模型是最常见的语言模型之一,它建立于这个假设基础之上:一个词的出现只与前面 n-1 个单词有关。

优点:原理简单、训练速度快,适合在小数据集上应用。

缺点:无法处理上下文信息更远的词汇联系,语言模型的准确率受到了很大的限制。

2. 循环神经网络语言模型循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)模型是一类带有循环细胞的神经网络。

循环神经网络语言模型(RecurrentNeural Network Language Model,RNNLM)由于可以处理长距离的依赖关系,所以在语言模型方面取得了巨大的进展。

神经序列模型之RNN及其变种LSTM、GRU

神经序列模型之RNN及其变种LSTM、GRU序列数据的处理,从语⾔模型 N-gram 模型说起,然后着重谈谈 RNN,并通过 RNN 的变种 LSTM 和 GRU 来实战⽂本分类。

语⾔模型 N-gram 模型⼀般⾃然语⾔处理的传统⽅法是将句⼦处理为⼀个词袋模型(Bag-of-Words,BoW),⽽不考虑每个词的顺序,⽐如⽤朴素贝叶斯算法进⾏垃圾邮件识别或者⽂本分类。

在中⽂⾥有时候这种⽅式没有问题,因为有些句⼦即使把词的顺序打乱,还是可以看懂这句话在说什么,⽐如:T:研究表明,汉字的顺序并不⼀定能影响阅读,⽐如当你看完这句话后。

F:研表究明,汉字的序顺并不定⼀能影阅响读,⽐如当你看完这句话后。

但有时候不⾏,词的顺序打乱,句⼦意思就变得让⼈不可思议了,例如:T:我喜欢吃烧烤。

F:烧烤喜欢吃我。

那么,有没有模型是考虑句⼦中词与词之间的顺序的呢?有,语⾔模型中的 N-gram 就是⼀种。

N-gram 模型是⼀种语⾔模型(Language Model,LM),是⼀个基于概率的判别模型,它的输⼊是⼀句话(词的顺序序列),输出是这句话的概率,即这些词的联合概率(Joint Probability)。

使⽤ N-gram 语⾔模型思想,⼀般是需要知道当前词以及前⾯的词,因为⼀个句⼦中每个词的出现并不是独⽴的。

⽐如,如果第⼀个词是“空⽓”,接下来的词是“很”,那么下⼀个词很⼤概率会是“新鲜”。

类似于我们⼈的联想,N-gram 模型知道的信息越多,得到的结果也越准确。

基于 sklearn 的词袋模型,尝试加⼊抽取2-gram和3-gram的统计特征,把词库的量放⼤,获得更强的特征。

通过 ngram_range 参数来控制,代码如下:from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizervec = CountVectorizer(analyzer='word', # tokenise by character ngramsngram_range=(1,4), # use ngrams of size 1 and 2max_features=20000, # keep the most common 1000 ngrams)因此,N-gram 模型,在⾃然语⾔处理中主要应⽤在如词性标注、垃圾短信分类、分词器、机器翻译和语⾳识别、语⾳识别等领域。

chatterbot原理

chatterbot原理Chatterbot 是一个聊天机器人,它的原理是基于自然语言处理(Natural Language Processing,NLP)和机器学习技术。

下面是Chatterbot 的基本工作原理:1. 数据收集:Chatterbot 需要大量的语料数据来进行训练和学习。

这些数据可以包括对话记录、聊天记录、电子书、文章等等。

数据的质量和多样性对于训练效果非常重要。

2. 文本预处理:在训练之前,需要对原始文本数据进行预处理。

这包括分词、去除停用词、词干提取等操作,以便将文本转化为机器可以理解和处理的形式。

3. 构建语言模型:Chatterbot 使用统计语言模型(Statistical Language Model)来理解和生成文本。

其中,最常用的语言模型是基于n-gram 的模型。

n-gram 是由连续的n 个词组成的序列,模型通过统计词与词之间的关系来预测下一个词。

4. 训练模型:Chatterbot 使用机器学习算法对语料数据进行训练,以建立一个能够理解和生成文本的模型。

常见的训练算法包括朴素贝叶斯算法、最大熵模型、支持向量机等。

训练过程中,模型会学习到词语之间的关联性和上下文信息。

5. 响应生成:当用户输入一条消息时,Chatterbot 会将该消息转化为机器可以理解的形式,并使用训练好的模型来生成一个合适的回复。

生成回复的过程可以基于之前的对话历史、上下文信息和语言模型的预测。

6. 对话管理:Chatterbot 还可以通过对话管理算法来控制和管理对话的流程。

对话管理算法可以基于规则、有限状态机、强化学习等方法来实现对话的合理性和连贯性。

需要注意的是,Chatterbot 的质量和性能很大程度上依赖于训练数据的质量和多样性,以及训练算法和模型的选择。

此外,Chatterbot 还可以与其他技术(如语音识别、情感分析等)结合使用,以提高交互体验和对复杂对话的处理能力。

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– Unigram: P(phone) – Bigram: P(phone | cell) – Trigram: P(phone | your cell)
• The Markov assumption is the presumption that the future behavior of a dynamical system only depends on its recent history. In particular, in a kth-order Markov model, the next state only depends on the k most recent states, therefore an N-gram model is a (N1)-order Markov model.
Train and Test Corpora
• A language model must be trained on a large corpus of text to estimate good parameter values. • Model can be evaluated based on its ability to predict a high probability for a disjoint (held-out) test corpus (testing on the training corpus would give an optimistically biased estimate). • Ideally, the training (and test) corpus should be representative of the actual application data. • May need to adapt a general model to a small amount of new (in-domain) data by adding highly weighted small corpus to original training data.
– P(phone | Please turn off your cell)
• Number of parameters required grows exponentially with the number of words of prior context. • An N-gram model uses only N1 words of prior context.
• Relative frequency estimates can be proven to be maximum likelihood estimates (MLE) since they maximize the probability that the model M will generate the training corpus T.
– Choose a vocabulary in advance and replace other words in the training corpus with <UNK>. – Replace the first occurrence of each word in the training data with <UNK>.
CS 388: Natural Language Processing:
N-Gram Language Models
Raymond J. Mooney
University of Texas at Austin
1
Language Models
• Formal grammars (e.g. regular, context free) give a hard “binary” model of the legal sentences in a language. • For NLP, a probabilistic model of a language that gives a probability that a string is a member of a language is more useful. • To specify a correct probability distribution, the probability of all sentences in a language must sum to 1.
Unknown Words
• How to handle words in the test corpus that did not occur in the training data, i.e. out of vocabulary (OOV) words? • Train a model that includes an explicit symbol for an unknown word (<UNK>).
n
• Bigram approximation n n P( w1 ) P( wk | wk 1 ) k 1 • N-gram approximation
k 1 P( w ) P( wk | wk N 1 ) n 1 k 1 n
k 1
Estimating Probabilities
Uses of Language Models
• Speech recognition
– “I ate a cherry” is a more likely sentence than “Eye eight uh Jerry”
• OCR & Handwriting recognition
– More probable sentences are more likely correct readings.
• Models trained on 38 million words from the Wall Street Journal (WSJ) using a 19,979 word vocabulary. • Evaluate on a disjoint set of 1.5 million WSJ words.
• Machine translation
– More likely sentences are probably better translations.
• Generation
– More likely sentences are probably better NL generations.
• Context sensitive spelling correction
• N-gram conditional probabilities can be estimated from raw text based on the relative frequency of word sequences.
Bigram: N-gram:
P( wn | wn 1 ) C ( wn 1wn ) C ( wn 1 )
PP (W ) N 1 P ( w1w2 ...wN )
• Measures the weighted average branching factor in predicting the next word (lower is better).
Sample Perplexity Evaluation
Generative Model & MLE
• An N-gram model can be seen as a probabilistic automata for generating sentences.
Initialize sentence with N1 <s> symbols Until </s> is generated do: Stochastically pick the next word based on the conditional probability of each word given the previous N 1 words.
– “Their are problems wit this sentence.”
Completion Prediction
• A language model also supports predicting the completion of a sentence.
– Please turn off your cell _____ – Your program does not ______
Evaluation of Language Models
• Ideally, evaluate use of model in end application (extrinsic, in vivo)
– Realistic – Expensive
• Evaluate on ability to model test corpus (intrinsic).
N-Gram Model Formulas
• Word sequences
w1n w1...wn
• Chain rule of probability
n 1 2 1 n 1 1
P( w ) P( w1 ) P( w2 | w1 ) P(w3 | w )...P( wn | w ) P( wk | w1k 1 )
– Less realistic – Cheaper
• Verify at least once that intrinsic evaluation correlates with an extrinsic one.
Perplexity
• Measure of how well a model “fits” the test data. • Uses the probability that the model assigns to the test corpus. • Normalizes for the number of words in the test corpus and takes the inverse.
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