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word2vec 中的數學原理詳解

   word2vec 是 Google 於 2013 年開源推出的一個用於獲取 word vector 的工具包,它簡單、高效,因此引起了很多人的關注。由於 word2vec 的作者 Tomas Mikolov 在兩篇相關的論文 [3,4] 中並沒有談及太多演算法細節,因而在一定程度上增加了這個工具包的神祕感。一些按捺不住的人於是選擇了通過解剖原始碼的方式來一窺究竟。

     第一次接觸 word2vec 是 2013 年的 10 月份,當時讀了復旦大學鄭驍慶老師發表的論文[7],其主要工作是將 SENNA 的那套演算法([8])搬到中文場景。覺得挺有意思,於是做了一個實現(可參見[20]),但苦於其中字向量的訓練時間太長,便選擇使用 word2vec 來提供字向量,沒想到中文分詞效果還不錯,立馬對 word2vec 刮目相看了一把,好奇心也隨之增長。

     後來,陸陸續續看到了 word2vec 的一些具體應用,而 Tomas Mikolov 團隊本身也將其推廣到了句子和文件([6]),因此覺得確實有必要對 word2vec 裡的演算法原理做個瞭解,以便對他們的後續研究進行追蹤。於是,沉下心來,仔細讀了一回程式碼,算是基本搞明白裡面的做法了。第一個感覺就是,“明明是個很簡單的淺層結構,為什麼會被那麼多人沸沸揚揚地說成是 Deep Learning 呢?”

     解剖 word2vec 原始碼的過程中,除了演算法層面的收穫,其實程式設計技巧方面的收穫也頗多。既然花了功夫來讀程式碼,還是把理解到的東西整理成文,給有需要的朋友提供點參考吧。

     在整理本文的過程中, 和深度學習群的群友@北流浪子([15,16])進行了多次有益的討論,在此表示感謝。另外,也參考了其他人的一些資料,都列在參考文獻了,在此對他們的工作也一併表示感謝。