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自从 Google 的 Tomas Mikolov 在《Efficient Estimation of Word Representation in Vector Space》提出 Word2Vec，就成为了深度学习在自然语言处理中的基础部件。Word2Vec 的基本思想是把自然语言中的每一个词，表示成一个统一意义统一维度的短向量。至于向量中的每个维度具体是什么意义，没人知道，也无需知道，也许对应于世界上的一些最基本的概念。但是，读论文去理解 Word2Vec 的模型生成，依然有些云里雾里，于是只好求助于读代码，然后就茅塞顿开，与大家分享。
任何一门语言，都是由一堆的词组成，所有的词，构成了一个词汇表。词汇表，可以用一个长长的向量来表示。词的个数，就是词汇表向量的维度。那么，任何一个词，都可以表示成一个向量，词在词汇表中出现的位置设为1，其它的位置设为0。但是这种词向量的表示，词和词之间没有交集，用处不大。
Word2Vec 的训练模型，看穿了，是具有一个隐含层的神经元网络（如下图）。它的输入是词汇表向量，当看到一个训练样本时，对于样本中的每一个词，就把相应的在词汇表中出现的位置的值置为1，否则置为0。它的输出也是词汇表向量，对于训练样本的标签中的每一个词，就把相应的在词汇表中出现的位置的值置为1，否则置为0。那么，对所有的样本，训练这个神经元网络。收敛之后，将从输入层到隐含层的那些权重，作为每一个词汇表中的词的向量。比如，第一个词的向量是（w1,1 w1,2 w1,3 ... w1,m），m是表示向量的维度。所有虚框中的权重就是所有词的向量的值。有了每个词的有限维度的向量，就可以用到其它的应用中，因为它们就像图像，有了有限维度的统一意义的输入。
训练 Word2Vec 的思想，是利用一个词和它在文本中的上下文的词，这样就省去了人工去标注。论文中给出了 Word2Vec 的两种训练模型，CBOW (Continuous Bag-of-Words Model) 和 Skip-gram (Continuous Skip-gram Model)。
首先看CBOW，它的做法是，将一个词所在的上下文中的词作为输入，而那个词本身作为输出，也就是说，看到一个上下文，希望大概能猜出这个词和它的意思。通过在一个大的语料库训练，得到一个从输入层到隐含层的权重模型。如下图所示，第l个词的上下文词是i，j，k，那么i，j，k作为输入，它们所在的词汇表中的位置的值置为1。然后，输出是l，把它所在的词汇表中的位置的值置为1。训练完成后，就得到了每个词到隐含层的每个维度的权重，就是每个词的向量。
Word2Vec 代码库中关于CBOW训练的代码，其实就是神经元网路的标准反向传播算法。
接着，看看Skip-gram，它的做法是，将一个词所在的上下文中的词作为输出，而那个词本身作为输入，也就是说，给出一个词，希望预测可能出现的上下文的词。通过在一个大的语料库训练，得到一个从输入层到隐含层的权重模型。如下图所示，第l个词的上下文词是i，j，k，那么i，j，k作为输出，它们所在的词汇表中的位置的值置为1。然后，输入是l，把它所在的词汇表中的位置的值置为1。训练完成后，就得到了每个词到隐含层的每个维度的权重，就是每个词的向量。
Word2Vec 代码库中关于Skip-gram训练的代码，其实就是神经元网路的标准反向传播算法。
一个人读书时，如果遇到了生僻的词，一般能根据上下文大概猜出生僻词的意思，而 Word2Vec 正是很好的捕捉了这种人类的行为，利用神经元网络模型，发现了自然语言处理的一颗原子弹。