在最大概率法分词的程序中,因为每一个词出现的次数分布很不均匀。并且我们要计算每一个词出现的概率,对于出现次数比較少的词概率就很小,求句子中词的概率之积的时候,须要将好多很小的数作乘法,可能会将超出计算机所能表示的数的最小范围。为了便于计算。经常要将每一个词的概率求对数后在进行计算,可是因为对概率求对数后变为负值,因此要求相应的相反数。所以一个词出现的次数越多,最后求得相应的值越小。我们将这个值称为这个单词的代价。单词出现的次数越多。该单词的代价越低。否则代价越高。
第一部分 公式推导
cost(S) = - log(s/M) (公式1)
为了不至于词的频数悬殊过大,我们对全部的词都乘以一个惩处因子k,使词的频数同步的扩张或缩小,观察k的取值对于分词准确率的影响。因此。公式(1)就变为:
cost(S) = - log(ks/M) (公式2)
如今来分析分词的过程:
假设对于一个汉字串(比如:年前),能够分为一个词(即:年前),也能够分为两个词(即:年/前),如今来分析什么情况下会分为两个词。在上面的样例中。假定用A、B、C分别代表例如以下内容:A为“年”,B为“前”,C为“年前”。
而且“年”和“前”出现的概率极低,“年前”出现概率较高。那么,上面的样例中。汉字串有没有可能被切分为两个词呢?如前所述,终于分词算法会选择一种费用最低的切分方式。
假设该字串要分为两个词。则必需要满足:
cost(A) + cost(B) < cost(C) (公式3)
当中A和B为拆分后的字串。C为未拆分的字串。若用a、b、c分别代表A、B、C的频数,将公式2代入公式3,则有:
- log(ka/M) – log(kb/M) < - log(kc/M) (公式4)
将公式4展开:
- [ log(k) + log(a) – log(M) ] + - [ log(k) + log(b) – log(M) ] < - [ log(k) + log(c) – log(M) ]
整理:
log(M) – log(a) – log(b) – log(k) < - log(c)
即:
log(Mc/abk) < 0
也就是:
Mc < abk
亦即:
abk > Mc (公式5)
从公式5能够看出。在a、b、c和M的大小固定的情况下,仅仅要k的值大于某一个数,公式5就成立,从而公式4和公式3成立。也就是说,当k的值大于一个确定的值的时候。汉字串会被拆为A/B两部分。
更复杂一点,对于以下的样例:“2日出生于”,仅仅考虑当中的四个汉字。能够有以下两种切分方式:“日/出生/于”和“日出/生于”。假设要切分为三个词,必须满足例如以下的公式:
- log(ka/M) – log(kb/M) – log(kc/M) < - log(kp/M) – log(kq/M) (公式6)
展开,整理得:
abck > Mpq (公式7)
从公式7能够看出,即便是a、b、c远远低于于p、q的频数。仅仅要k的取值合适。总会有公式7成立,继而公式6成立。
因此上面的样例是有可能切分为三个词的。
观察公式7,将公式两边都乘以k*k。得到:
abckkk > Mpqkk (公式8)
ak*bk*ck > M*pk*qk (公式9)
你看出了什么规律?当对全部的单词的频数都乘以一个固定值的时候。频数较少的词也有可能是整体费用较低的。
更一般的情况,将公式9延伸到很多其它的词,说明了什么?
结论:
(1)随着k值增大。程序有将句子切分为很多其它的较短的词的倾向。
即使这些较短的词出现的频率并不多。可是词的长度短意味着能够切出的词的数量多。
因为k的存在,每一个词都会获得一定比例的权重加成,积少成多。众多的词的累积效应终于会超过出现次数较多可是较长的词。通俗来说就是。双拳难敌四手,哈哈。
第二部分 实例验证
对语料选取200个句子进行測试,分别取惩处系数k为表中所列数字。測试结果例如以下:
序号 | 系数 | 准确率 | 召回率 | 交集型歧义 | 未登录词语 | 组合型歧义 | 总数 | 标准切分数目 | 切分得到数目 | 切分正确数目 |
1 | 0.1 | 95.26% | 98.98% | 10 | 255 | 44 | 309 | 5377 | 5587 | 5322 |
2 | 0.3 | 95.28% | 99.03% | 9 | 255 | 42 | 306 | 5377 | 5589 | 5325 |
3 | 0.5 | 95.30% | 99.07% | 8 | 255 | 42 | 305 | 5377 | 5590 | 5327 |
4 | 0.8 | 95.30% | 99.07% | 8 | 255 | 42 | 305 | 5377 | 5590 | 5327 |
5 | 1 | 95.28% | 99.07% | 9 | 255 | 41 | 305 | 5377 | 5591 | 5327 |
6 | 5 | 95.21% | 99.33% | 6 | 263 | 30 | 299 | 5377 | 5610 | 5341 |
7 | 10 | 94.85% | 99.42% | 6 | 284 | 25 | 315 | 5377 | 5636 | 5346 |
1.对上表的内容进行验证:
(1)当k的值为0.1、0.3、0.5、0.8和1.0时。有例如以下切分错误。当k的值为5.0和10.0时,错误消失。组合型歧义: 半年 正确切分: 半/年 错误切分: 半年
组合型歧义: 身为 正确切分: 身/为 错误切分: 身为
(2)当k的值为0.1时,有例如以下切分错误。当k的值为0.3、0.5、0.8、1.0、5.0和10.0时,错误消失。
组合型歧义: 不是 正确切分: 不/是 错误切分: 不是
(3)当k的值为0.1、0.3时,有例如以下切分错误。当k的值为0.5、0.8、1.0、5.0和10.0时,错误消失。
交集型歧义: 地表如今 正确切分: 地/表现/在 错误切分: 地表/如今
2.对上表内容的分析:
(1)组合型歧义
通过分析发现,出错的组合型歧义都是类似于以下的形式,应该是将词语切开而实际上没有切开,通过增大k值。使一些类似的错误得到解决。但仍然有大部分没有解决。理论上来讲。仅仅要k增大到一定程度,这些错误都能够解决,可是同一时候还有可能有其它的副作用,得不偿失。
组合型歧义: 半年 正确切分: 半/年 错误切分: 半年
(2)未登录词语
出错的未登录词语都是例如以下的形式,不该切分而进行了切分。是因为随着k值的增大,把词语切为单字的代价已经小于保留为词语的代价了。加之这些词本身的频数又不太大。因此受k值的影响特别明显。上表中当k=5和k=10时未登录词急剧添加就是这个原因。
未登录词语: 罗织 正确切分: 罗织 错误切分: 罗/织
(3)交集型歧义
某些特殊的交集型歧义是能够通过改变k值来解决的,比方上面的样例(正确和错误切分方式词的数目不一样)。可是多数的交集型歧义形式为例如以下(正确和错误切分方式词的数目一样):
交集型歧义: 彩笔画 正确切分: 彩笔/画 错误切分: 彩/笔画
如果有例如以下公式:
cost(A) + cost(B) < cost(C) + cost(D)
- log(ka/M) – log(kb/M) < - log(kc/M) - log(kd/M)终于化简为:
a + b > c + d (公式10)
观察公式10,该公式和k值无关,因此不能通过改变k值的方式来消除这种交集型歧义。