词性标注与隐马尔可夫模型(精)
词性标注隐马尔可夫模型二阶隐马尔可夫模型Viterbi算法论文
基于HMM的汉语词性标注及其改进【摘要】词性标注是自然语言处理中一个具有重要意义的研究方向,涉及的应用领域非常广泛,在信息处理范畴内起着重要的基础性作用,词性标注的效果直接影响着基于标注结果的各种信息处理的准确度,诸如语法分析、语音识别、文本分类、文本语音转换、信息检索、机器翻译等。
词性标注的实现过程中存在着一些难度,如兼类词歧义处理、未登录词处理,以及专有名词的处理等。
由于汉语本身的特点以及汉语言学研究现状的限制,汉语词性标注就更加困难和复杂。
词性标注的方法有很多,大体上可以归为两类,基于规则的方法和统计的方法,而基于隐马尔可夫模型(HMM)的词性标注正是统计方法的典型例子。
虽然HMM在词性标注中的应用已经非常成熟,但如何提高兼类词、未登录词的标注准确率依旧是基于HMM的词性标注研究的重点。
本文在标记好的汉语语料库《人民日报(1998年1月)》的基础上,建立二阶隐马尔可夫模型(HMM2),改进针对未登录词的标注,对模型进行训练、测试、评估,从而实现了汉语词性标注。
具体如下:(1)由于语料库的选取在词性标注效果中起着重要的影响作用,在测试前对语料库进行了预处理,去除了二级标注和专有名词标记符号(保留专有名词及其词性标注),来... 更多还原【Abstract】 Part-of-Speech (POS) tagging is one of theresearch points on Natural Language Processing which has important significance. It involves a wide range ofapplications, and it plays an important foundation role in the context of Information Processing. The quality of POS tagging has a direct impact on the accuracy of all Information Processing which based on the results of POS tagging, such as Syntax Analysis, Speech Recognition, Text Classification, Text to Speech, Information Retrieval, machine t... 更多还原【关键词】词性标注;隐马尔可夫模型;二阶隐马尔可夫模型;Viterbi算法;【Key words】speech tagging;hidden Markov model;second-order hidden Markov model;Viterbi algorithm;【索购论文全文】138113721 139938848 即付即发目录摘要3-5ABSTRACT 5-7第一章绪论11-171.1 引言11-121.2 课题研究背景和意义12-131.2.1 研究背景12-131.2.2 研究目的与意义131.3 词性标注的发展史13-141.4 本文的主要工作以及本文的结构安排14-161.5 本章小结16-17第二章隐马尔可夫模型及其相关算法17-272.1 隐马尔可夫模型17-212.1.1 隐马尔可夫模型的概念17-192.1.2 隐马尔可夫模型的应用19-212.2 Viterbi算法21-222.3 前向算法22-242.4 前向-后向算法24-252.5 本章小结25-27第三章词性标注及其相关研究27-433.1 词性标注27-293.1.1 词性标注的难题27-283.1.2 词性标注的方法28-293.2 N-gram模型29-343.2.1 N-gram模型的定义29-303.2.2 N-gram模型的训练与参数平滑30-343.3 词性标注应用分析34-393.3.1 噪声信道模型在词性标注中的应用34-353.3.2 转换学习方法在词性标注中的应用35-363.3.3 基于最大熵模型的词性标注应用36-373.3.4 基于条件随机场的词性标注应用37-393.4 HMM与词性标注39-403.4.1 HMM与词性标注的关系393.4.2 基于HMM的词性标注39-403.5 中、英文词性标注的异同40-413.6 本章小结41-43第四章模型及算法的改进43-494.1 二阶隐马尔可夫模型43-444.2 基于HMM2的模型改进44-464.2.1 状态转移概率的平滑处理44-454.2.2 观测概率的调整45-464.3 针对未登录词的标注46-474.3.1 方法改进46-474.3.2 具体实例分析474.4 改进的HMM2下的Viterbi算法47-484.5 本章小结48-49第五章基于HMM2的汉语词性标注的实现49-615.1 汉语语料库的选取49-515.1.1 实验语料库的预处理495.1.2 语料库的标注集49-505.1.3 训练文本与词性标注的关系50-515.2 隐马尔可夫模型的建立515.3 模型的训练与测试51-525.4 模型的评估52-535.5 实验结果与分析53-595.5.1 开放测试下实验结果分析53-565.5.2 封闭测试下实验结果分析56-585.5.3 影响标注效果的因素总结58-595.6 本章小结59-61第六章结论61-63参考文献。
基于隐马尔可夫模型_HMM_的词性标注的应用研究
二元
(’#$*
(&#%*
"#)*
三元
(%#+*
(!#,*
%#%*
可 以 看 出 ,在 现 有 的 语 料 数 量 基 础 上 ,二 元 文 法 模 型 词 性 标注的准确率要好于三元文法模型,并且随着语料数量的增 加 ,二 者 的 准 确 率 都 在 提 高 ,但 三 元 文 法 模 型 词 性 标 注 的 准 确 率的上升速度大于二元文法模型。
为 %B$CC4C),但是这样处理以后,在将若干个概率值 进 行 乘 法
运 算 时 ,可 能 导 致 乘 积 结 果 出 现 上 溢 出 ,直 接 后 果 是 计 算 机 运
算的结果可能非常大,且无法表示,只能用 " 表示,造成精度丢
失的情况。例如有一句话 D 6.,@ @1 =1 E18+。其中 D 的词性为
首先选取一定的语料分别采用二元文法模型和三元文法模型可以看出封闭式测试的准确率高于开放式测试的准确率计算机工程与应用测试集编号测试集单词个数单词词性标注错误个数准确率文法模型使用训练集标注准确率使用训练集标注准确率准确率之二元上述结论进行了封闭式测试和开放式测试
基于隐马尔可夫模型(!"")的词性 标注的应用研究
% 引言
语 言 中 某 些 词 在 词 典 中 兼 属 不 同 词 性 ,但 放 到 具 体 的 上 下 文 中 ,它 们 应 归 依 的 词 性 则 通 常 是 唯 一 确 定 的 ,由 机 器 对 文 本 中 的 这 些 词 赋 予 一 个 最 适 合 上 下 文 约 束 的 词 性 标 记 称 为 “词 性 标 注 ”。 词 性 标 注 技 术 在 自 然 语 言 处 理 、机 器 翻 译 、文 本 自 动 检 索 与 分 类 、文 字 识 别 、语 音 识 别 等 现 实 应 用 中 占 有 重 要 位 置 。
一文搞懂HMM(隐马尔可夫模型)
⼀⽂搞懂HMM(隐马尔可夫模型)什么是熵(Entropy)简单来说,熵是表⽰物质系统状态的⼀种度量,⽤它⽼表征系统的⽆序程度。
熵越⼤,系统越⽆序,意味着系统结构和运动的不确定和⽆规则;反之,,熵越⼩,系统越有序,意味着具有确定和有规则的运动状态。
熵的中⽂意思是热量被温度除的商。
负熵是物质系统有序化,组织化,复杂化状态的⼀种度量。
熵最早来原于物理学. 德国物理学家鲁道夫·克劳修斯⾸次提出熵的概念,⽤来表⽰任何⼀种能量在空间中分布的均匀程度,能量分布得越均匀,熵就越⼤。
1. ⼀滴墨⽔滴在清⽔中,部成了⼀杯淡蓝⾊溶液2. 热⽔晾在空⽓中,热量会传到空⽓中,最后使得温度⼀致更多的⼀些⽣活中的例⼦:1. 熵⼒的⼀个例⼦是⽿机线,我们将⽿机线整理好放进⼝袋,下次再拿出来已经乱了。
让⽿机线乱掉的看不见的“⼒”就是熵⼒,⽿机线喜欢变成更混乱。
2. 熵⼒另⼀个具体的例⼦是弹性⼒。
⼀根弹簧的⼒,就是熵⼒。
胡克定律其实也是⼀种熵⼒的表现。
3. 万有引⼒也是熵⼒的⼀种(热烈讨论的话题)。
4. 浑⽔澄清[1]于是从微观看,熵就表现了这个系统所处状态的不确定性程度。
⾹农,描述⼀个信息系统的时候就借⽤了熵的概念,这⾥熵表⽰的是这个信息系统的平均信息量(平均不确定程度)。
最⼤熵模型我们在投资时常常讲不要把所有的鸡蛋放在⼀个篮⼦⾥,这样可以降低风险。
在信息处理中,这个原理同样适⽤。
在数学上,这个原理称为最⼤熵原理(the maximum entropy principle)。
让我们看⼀个拼⾳转汉字的简单的例⼦。
假如输⼊的拼⾳是"wang-xiao-bo",利⽤语⾔模型,根据有限的上下⽂(⽐如前两个词),我们能给出两个最常见的名字“王⼩波”和“王晓波 ”。
⾄于要唯⼀确定是哪个名字就难了,即使利⽤较长的上下⽂也做不到。
当然,我们知道如果通篇⽂章是介绍⽂学的,作家王⼩波的可能性就较⼤;⽽在讨论两岸关系时,台湾学者王晓波的可能性会较⼤。
隐马尔可夫模型用于分类
隐马尔可夫模型用于分类隐马尔可夫模型在分类问题中的应用隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)是一种统计模型,广泛应用于自然语言处理、语音识别、机器翻译等领域。
本文将重点探讨隐马尔可夫模型在分类问题中的应用。
一、隐马尔可夫模型简介隐马尔可夫模型是一种基于状态转移的模型,它假设系统的状态是不可见的,只能通过观察到的数据进行推测。
隐马尔可夫模型由状态集合、观测集合、初始概率矩阵、状态转移概率矩阵和观测概率矩阵构成。
在分类问题中,我们可以将待分类的数据看作是观测序列,而分类结果则是隐藏的状态序列。
通过训练隐马尔可夫模型,我们可以得到各个状态转移的概率和观测的概率,从而进行分类。
二、隐马尔可夫模型在文本分类中的应用文本分类是自然语言处理领域的一个重要问题,它可以帮助我们对大量的文本数据进行自动分类。
隐马尔可夫模型在文本分类中的应用主要有以下几个方面:1. 词性标注隐马尔可夫模型可以用于对文本进行词性标注。
词性标注是指给文本中的每个词汇赋予其词性,如名词、动词、形容词等。
通过训练隐马尔可夫模型,可以得到各个词性的转移概率和观测概率,从而对未标注的文本进行自动标注。
2. 情感分析情感分析是指对文本中的情感进行分类,如积极、消极、中性等。
通过训练隐马尔可夫模型,可以将情感词作为观测序列,将情感类别作为隐藏状态序列,从而对未标注的文本进行情感分析。
3. 文本主题分类文本主题分类是指将文本归类到不同的主题类别中,如新闻、体育、娱乐等。
通过训练隐马尔可夫模型,可以将主题词作为观测序列,将主题类别作为隐藏状态序列,从而对未标注的文本进行主题分类。
4. 命名实体识别命名实体识别是指识别文本中的特定实体,如人名、地名、组织名等。
通过训练隐马尔可夫模型,可以将实体词作为观测序列,将实体类别作为隐藏状态序列,从而对未标注的文本进行命名实体识别。
三、隐马尔可夫模型的优缺点隐马尔可夫模型在分类问题中有着一定的优势,但也存在一些缺点。
《隐马尔可夫模型》课件
隐马尔可夫模型在许多领域都有应用,如语音识 别、自然语言处理、生物信息学和金融预测等。
隐马尔可夫模型的应用领域
01
语音识别
用于将语音转换为文本,或识别说 话人的意图。
生物信息学
用于分析基因序列、蛋白质序列和 代谢物序列等。
03 隐马尔可夫模型的建立
观察概率矩阵的确定
总结词
观察概率矩阵描述了在给定状态下,观察到不同状态的概率 分布。
详细描述
观察概率矩阵是隐马尔可夫模型中的重要组成部分,它表示 了在给定状态下,观察到不同状态的概率分布。例如,在语 音识别中,观察概率矩阵可以表示在特定语音状态下发出不 同音素的概率。
状态转移概率矩阵的确定
VS
原理
通过动态规划找到最大概率的路径,该路 径对应于最可能的隐藏状态序列。
05 隐马尔可夫模型的优化与 改进
特征选择与模型参数优化
要点一
特征选择
选择与目标状态和观测结果相关的特征,提高模型预测准 确率。
要点二
模型参数优化
通过调整模型参数,如状态转移概率和观测概率,以改进 模型性能。
高阶隐马尔可夫模型
初始状态概率分布表示了隐马尔可夫模型在初始时刻处于各个状态的概率。这个概率分布是隐马尔可 夫模型的重要参数之一,它决定了模型在初始时刻所处的状态。在某些应用中,初始状态概率分布可 以根据具体问题来确定,也可以通过实验数据来估计。
04 隐马尔可夫模型的训练与 预测
前向-后向算法
前向算法
用于计算给定观察序列和模型参 数下,从初始状态到某个终止状 态的所有可能路径的概率。
《隐马尔可夫模型》 ppt课件
基于改进的隐马尔科夫模型的词性标注方法
基于改进的隐马尔科夫模型的词性标注方法袁里驰【摘要】针对隐马尔可夫(HMM)词性标注模型状态输出独立同分布等与语言实际特性不够协调的假设,对隐马尔可夫模型进行改进,引入马尔可夫族模型.该模型用条件独立性假设取代HMM模型的独立性假设.将马尔可夫族模型应用于词性标注,并结合句法分析进行词性标注.用改进的隐马尔可夫模型进行同性标注实验.实验结果表明:与条件独立性假设相比,独立性假设是过强假设,因而基于马尔可夫族模型的语言模型更符合语言等实际物理过程:在相同的测试条件下,马尔可大族模型明显好于隐马尔可夫模型,词性标注准确率从94.642%提高到97.126%.%In order to defy the unrealistic assumption of the part-of-speech tagging method based on hidden Markov models that successive observations are independent and identically distributed within a state, Markov family mode! (MFM) was introduced. Independence assumption in HMM was placed by conditional independence assumption in MFM. Markov Family model was applied to part-of-speech tagging, and syntactic parsing was combined with part-of-speech tagging. The part-of-speech tagging experiments show thaf Markov family models (MFMs) have higher performance than hidden. From the view of the statistics, the assumption of independence is stronger than the assumption of conditional independence, so language model based on MFM is more realistic than HMM language mode. Markov models (HMMs) under the same testing conditions, the precision is enhanced from 94.642% to 97.126%.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(043)008【总页数】5页(P3053-3057)【关键词】隐马尔可夫模型;马尔可夫族模型;词性标注;Viterbi算法【作者】袁里驰【作者单位】江西财经大学信息学院数据与知识工程江西省重点实验室,江西南昌,330013【正文语种】中文【中图分类】TP391.1所谓词性标注[1],就是根据句子上下文中的信息给句中的每个词一个正确的词性标记。
基于完全二阶隐马尔可夫模型的汉语词性标注
∏ P(C | C C ...C
i 1 2 i =2
M
i −1
) P( Si | C1C 2...Ci, S 1S 2...Si − 1)
(3)
1 词性标注 n-元标准统计模型
为了减少参数空间的规模,提出两个假设: ( 1 )设 Si 的出现只与其自身的词性 Ci 相关, 而与前 i-1 个词无关; (2) 假设 Ci 的出现只与单词 Si 前面的 n-1 个词的词性相关。 这样的模型称为 n-元模型。如果 n 等于 2 的话,就是二 元语法模型。式(3)就简化为
(m)
即为所求,算法停止;否则,重复第(5)步到第(7)步。最
= λ ⋅ P (t | t , t ) + (1 − λ ) ⋅ P(t | t ) k j i k j
(5)
其中 λ 表示插值系数;Nj 表示训练语料库中出现词性标记 tj 的次数;Nij 表示训练语料库中词性序列 titj 同现的次数; Njk 表示训练语料库中词性序列 tjtk 同现的次数;Nijk 表示训 练语料库中词性序列 titjtk 同现的次数。 2.2.2 词汇概率的平滑 对于词汇概率 ˆ =bijk=P(Wm=wk| Cm =tj, Cm-1 =ti) p
= λ ⋅ P (w k | t j , t i ) + (1 − λ ) ⋅ P(w k | t j )
(6)
5 6
其中 Nj、Nij、λ 同上,且都不为零;NjWk 表示训练预料中当 前词词性为 tj,输出单词为 Wk 的次数;NijWk 表示训练预料 中当前词词性为 tj 并且当前词前一词的词性为 ti 的时候,输 出单词为 Wk 的次数。
词性标注是自然语言处理的难点之一,在许多应用领 域,如语音合成、语音识别、OCR、语料库加工、机器翻译、 信息检索等方面都要面临词性标注的问题。近年来,人们对 词性标注进行了大量的研究,并提出了很多有效的方法,如 针 对 未 知 词 的 改 进 [1] 、 线 性 分 离 网 络 (network of linear 非监督方法获取参数的 HMM(Hidden separators)标注模型[2]、 [3] Markov Model) 、HMM 和对数线性模型相结合[4]等。其中, 基于统计的汉语词性标注方法逐渐流行并得到应用,国内如 清华大学人工智能国家实验室、北京大学计算语言学研究所 对此都做了深入的研究[5,6]。 设 W 是词汇集,T 是词性标记集,给定的词串 S=S1S2…Si….Sm(Si ∈ W) , 找 到 一 个 最 合 适 的 标 记 序 列 Cs=C1C2…Ci…Cm(Ci∈T)。记 P(Cs|S)为在给定输入词串 S 的 条件下所产生的输出标记串 Cs 的后验概率。据贝叶斯公式
隐马尔可夫模型HiddenMarkovmodel
2019/10/14
知识管理与数据分析实验室
7
马尔科夫链
• 时间和状态都离散的马尔科夫过程称为马尔科夫 链
• 记作{Xn = X(n), n = 0,1,2,…} – 在时间集T1 = {0,1,2,…}上对离散状态的过程相 继观察的结果
知识管理与数据分析实验室
17
向前算法及向后算法
向前算法及向后算法主要解决评估问题,即用来 计算给定一个观测值序列O以及一个模型λ时,由 模型λ产生出观测值序列O的概率 。
2019/10/14
知识管理与数据分析实验室
18
向前算法
向前变量
它的含义是,给定模型λ ,时刻t。处在状态i,并且部分
知识管理与数据分析实验室
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
内容框架
1 隐马尔科夫模型的由来
2 隐马尔科夫模型的基本理论及实例 3 隐马尔科夫模型的三个基本算法 4 隐马尔科夫模型的应用
2019/10/14
知识管理与数据分析实验室
4
隐马尔可夫模型的基本理论
马尔可夫性
马尔可夫 过程
马尔可夫链
隐马尔可夫模型
2019/10/14
知识管理与数据分析实验室
根据以上结论可进行模型估算,反复迭代,直至参数收敛。
2019/10/14
知识管理与数据分析实验室
27
内容框架
1 隐马尔科夫模型的由来
2 隐马尔科夫模型的基本理论及实例 3 隐马尔科夫模型的三个基本算法 4 隐马尔科夫模型的应用
2019/10/14
知识管理与数据分析实验室
28
隐马尔科夫模型的应用
基于改进的隐马尔科夫模型的汉语词性标注
基于改进的隐马尔科夫模型的汉语词性标注
隐马尔科夫模型被广泛应用于自然语言处理领域,其中之一就是汉语
词性标注。
改进的隐马尔科夫模型构建了一个基于词标注概率的模型集,可以有效地实现汉语词性标注功能。
1、模型构建:模型采用隐马尔可夫模型作为基础,采用复杂的无向图
模型来描述词和词性之间的联系。
在改进的隐马尔科夫模型中增加了
两个概念,分别是前一个词的词性概率(PPP)和当这个词出现在词序
列中时,以它为中心的环境概率(EPS)。
它考虑到了句子的上下文信息,即基于条件概率的序列学习(CPSL),用于驱动模型,遍历句子
所有词汇,以求出汉语词性标注最佳路径。
2、策略优化:在计算机领域,采用并行并发处理和算法优化可以有效
提高汉语词性标注的性能,减少计算时间和提高精度。
基于模型集,
可以利用编译程序,通过对文档的模式抽取识别,实现快速比较,将
时间变化趋势来提高汉语词性标注的效率。
3、模型验证:改进的隐马尔科夫模型可以将复杂的句子分解为词以及
其随时间变化的可观察状态,根据条件概率可以利用随机方法对模型
集中每个词汇均进行标记,并将标注后的序列与正确的答案进行比较,以判定模型准确率。
总之,改进的隐马尔科夫模型不仅简化了词性标注的算法处理过程,而且口语表达更自然,更有利于语义分析解释,在汉语词性标注任务中发挥了很大的作用。
隐马尔可夫模型课件
隐马尔可夫模型课 件
目录
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 隐马尔可夫模型简介 • 隐马尔可夫模型的基本概念 • 隐马尔可夫模型的参数估计 • 隐马尔可夫模型的扩展 • 隐马尔可夫模型的应用实例 • 隐马尔可夫模型的前景与挑战
01
隐马尔可夫模型简介
定义与特点
定义
隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,简称HMM)是 一种统计模型,用于描述一个隐藏的马尔可夫链产生的观测 序列。
观测概率
定义
观测概率是指在给定隐藏状态下,观测到某一特定输出的概率。在隐马尔可夫 模型中,观测概率表示隐藏状态与观测结果之间的关系。
计算方法
观测概率通常通过训练数据集进行估计,使用最大似然估计或贝叶斯方法计算 。
初始状态概率
定义
初始状态概率是指在隐马尔可夫模型中,初始隐藏状态的概率分布。
计算方法
05
隐马尔可夫模型的应用实 例
语音识别
语音识别是利用隐马尔可夫模型来识别连续语音的技术。通过建立语音信号的时间序列与状态序列之 间的映射关系,实现对语音的自动识别。
在语音识别中,隐马尔可夫模型用于描述语音信号的动态特性,将连续的语音信号离散化为状态序列, 从而进行分类和识别。
隐马尔可夫模型在语音识别中具有较高的准确率和鲁棒性,广泛应用于语音输入、语音合成、语音导航 等领域。
Baum-Welch算法
总结词
Baum-Welch算法是一种用于隐马尔可夫模型参数估计的迭代算法,它通过最大化对数似然函数来估计模型参数 。
详细描述
Baum-Welch算法是一种基于期望最大化(EM)算法的参数估计方法,它通过对数似然函数作为优化目标,迭 代更新模型参数。在每次迭代中,算法首先使用前向-后向算法计算给定观测序列和当前参数值下的状态序列概 率,然后根据这些概率值更新模型参数。通过多次迭代,算法逐渐逼近模型参数的最优解。
基于隐马尔可夫模型的词性标注方法研究
基于隐马尔可夫模型的词性标注方法研究一、引言词性标注是自然语言处理中的一个重要任务,其主要目的是确定一串单词在语法上的类别,即将每个单词标注为名词、动词、形容词、副词等。
为了实现自然语言处理的自动化,许多基于机器学习的词性标注方法已经被提出。
其中,基于隐马尔可夫模型的词性标注方法被证明是非常有效的。
二、隐马尔可夫模型介绍隐马尔可夫模型是一种统计模型,通常用于对时间序列数据进行建模。
在自然语言处理中,隐马尔可夫模型可以用来进行词性标注。
在该模型中,可以将词汇序列视为观察序列,将词性序列视为隐状态序列。
模型的主要目标是对给定的观察序列来推断出最可能的隐状态序列,即最可能的词性序列。
三、隐马尔可夫模型在词性标注中的应用1. 模型训练模型训练通常分为两个步骤:参数估计和模型选择。
在参数估计中,通常使用最大似然估计或最大后验概率估计来计算模型参数。
在模型选择中,通常使用交叉验证等技术来确定最优的模型结构。
2. 模型评估模型评估主要用于评估模型的性能。
通常使用精确度、召回率、F1 值等指标来评估模型的性能。
3. 模型应用在应用过程中,隐马尔可夫模型的主要任务是对给定的词汇序列进行标注,从而得到其词性序列并进行后续处理。
四、隐马尔可夫模型的优势相对于传统的基于规则的词性标注方法,隐马尔可夫模型具有以下优势:1. 隐马尔可夫模型可以自动从数据中学习模型参数,从而提高标注的准确性;2. 隐马尔可夫模型可以根据数据自动调整模型结构,从而使模型更加精确;3. 隐马尔可夫模型可以应对词汇数量增加或减少的情况,从而提高模型的鲁棒性。
五、总结基于隐马尔可夫模型的词性标注方法已经被证明是一种非常有效的自然语言处理方法。
通过对词汇序列和词性序列进行模型训练和评估,并结合模型优势,该方法可以实现更加准确的词性标注,从而为自然语言处理提供强有力支持。
用隐马尔可夫模型实现词性标注
以HMM作为词性标注的概率模型
• 将句子的词形序列对应为观察序列 • 将句子的词性序列对应为隐藏状态序列 • 有限视野
假设一个词语的标记只依赖于前面的标记
P(ti 1 | t1, i) P(ti 1 | ti)
• 时间不变性
假设词性转换概率与其在句子中的位置无关
P(Xi 1 t j | Xi) P(X 2 t j | X 1)
– 一个标注可以生成一个未登录词的可能性有多大,这个概率对于某 些标注是0,如介词、人称代词、冠词
– 生成大写词或者小写词的概率 – 生成连字符或者特殊后缀的可能性
P(wl | t j ) 1 P(unknown _ word | t j )P(capitalized | t j )P(endings / hyth | t j ) Z
XTXT 1oT
P( X | ) a a a X 1 X 1X 2 X 2X 3
XTXT 1
P(O, X | ) P(O | X , )P( X | )
P(O | ) P(O | X , )P(X | )
X
T
a b X 1
XtXt 1 XtXt 1ot
t1,n
i1
n
n
arg max P(wi | ti) P(ti | ti 1)
t1,n
i1
i1
n
arg max P(wi | ti)P(ti | ti 1) 18
t1,n
i1
使用Viterbi算法降低算法的复杂度
19
目录
• 隐马尔可夫模型 • 词性标注 • 编码实现
到这个节点的最可能路径以及该路径的概率,而并不需要关 心该路径外其他节点。
词性标注
在词性标记集已确定,并且词典中每个词都有确定词性的基础上,对一个输入词串转换成相应词性标记串的过程叫做词性标注。
词性标注需要解决的问题如何判定兼类词在具体语境中的词性。
对未登录词需要猜测其词兼类词对句法分析的影响:尽管兼类词在词汇中所占比例并不很高,但由于它们出现的比例较高,因而对于句法分析会造成直接影响。
词性标注方法:概率方法基于隐马尔可夫模型的词性标注方法机器学习规则的方法基于转换的错误驱动词性标注方法从统计模型角度考虑词性标注问题1给定一个词串W=w1w2...wn,如果T=t1t2...tn是W对应的词性标记串。
所谓对W进行词性标注就是在给定W和带有词性标注信息的词表条件下,求T的过程。
2假设W存在多个可能的词性标记串T1,T2,...Ti,对W进行词性标注就是在已知W的条件下求使P(T|W)最大的词性标注串T',即求:3T'=argmax P(T|W)例如词串“把/ 这/ 篇/ 报道/ 编辑/ 一/ 下/”中有些词有多个词性标记(兼类词),因此该词串对应的词性标注串有多个。
全部标记结果等于各个词的词性标注数目的乘积,即4×1×1×2×2×2×3=96。
词性标注的任务就是从多个可能性中找出可能性最高的词性标注串T’上例中对应的词性标注串是“prvnvmq”对于一个词性标注系统来说,它所“认为”的可能性最高的词性标注串T'可能是正确的,也有可能是错误的。
为了表示方便,做如下约定:Wi:表示一个词串;wi:表示一个具体词语;Ti:表示一个词性标注串;ti:表示一个具体词性标记;隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)是描述连续符号序列的条件概率统计模型,可定义为五元组λ=(S,V,A,B,π),其中S代表一个状态集合S={1,2,...,N}V代表一个可观察符号的集合V={v1,v2,...,vM}A代表状态转移矩阵(N行×N列)A=[aij],其中aij=P(qt+1=j | qt=i), 1≤i,j≤N,即从状态i转移到下一个状态j的概率B是可观察符号的概率分布B={bj(k)},其中bj(k)是在状态j是输出观察符号vk的概率,即bj(k)=P(vk | j),1≤j≤N, 1≤k≤M.π代表初始状态的概率分布π={πi},表示在时刻1选择状态i的概率,即πi=P(q1=i)一个确定的HMM,其状态数是确定的,每个状态可能输出的观察值数目也是确定的,参数A,B,π可通过统计样本得到。
claws c7分词标注规则
Claws C7是一个用于自然语言处理的分词标注工具,它可以帮助实现中文语言文本的自动分词和标注。
在本文中,将介绍Claws C7的分词标注规则,帮助读者理解该工具的使用和应用。
一、Claws C7简介Claws C7是一个经过训练的分词标注器,它使用隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)来对中文文本进行分词和词性标注。
该工具基于大规模的中文语料库进行训练,可以对不同领域的中文文本进行准确的分词和标注。
二、分词标注规则1. 词性标注在Claws C7中,词性标注采用了国际通用的标注集,包括动词、名词、形容词、副词、介词、连词、代词等常见词性。
这些词性标注可以帮助用户理解文本中词语的语法功能和语义特征。
2. 分词规则Claws C7根据中文语言的特点,设计了一系列分词规则,包括基于词典的最大匹配法、基于规则的逆向最大匹配法等。
这些规则可以帮助工具对文本进行有效的分词,避免出现歧义和错误。
3. 模型训练Claws C7的分词标注规则还包括了模型训练的相关规定。
用户可以根据自己的需求,使用不同领域的语料库对模型进行重新训练,以提高对特定领域文本的分词和标注准确率。
三、应用实例Claws C7的分词标注规则在自然语言处理、信息检索、机器翻译等领域具有广泛的应用。
通过合理的分词和词性标注,可以帮助计算机系统理解和处理中文文本,提高文本处理的准确性和效率。
四、总结Claws C7的分词标注规则是该工具实现自动分词和标注的核心技术之一。
这些规则的合理设计和灵活应用,为中文文本处理提供了重要的支持和保障。
在今后的研究和应用中,可以进一步深入研究该工具的分词标注规则,推动中文自然语言处理技术的发展和应用。
五、分词标注的挑战与未来发展尽管Claws C7在分词标注方面取得了许多成就,但仍然面临一些挑战。
其中之一是歧义识别和处理。
中文语言中存在许多多音字和多义词,这给分词标注带来了一定的困难。
隐马尔可夫链模型的递推-定义说明解析
隐马尔可夫链模型的递推-概述说明以及解释1.引言1.1 概述隐马尔可夫链模型是一种常用的概率统计模型,它广泛应用于自然语言处理、语音识别、模式识别等领域。
该模型由两个基本假设构成:一是假设系统的演变具有马尔可夫性质,即当前状态的变化只与前一个状态有关;二是假设在每个状态下,观测到的数据是相互独立的。
在隐马尔可夫链模型中,存在两个重要概念:隐含状态和观测数据。
隐含状态是指在系统中存在但无法直接观测到的状态,而观测数据是指我们通过观测手段能够直接获取到的数据。
隐含状态和观测数据之间通过概率函数进行联系,概率函数描述了在每个状态下观测数据出现的概率。
隐马尔可夫链模型的递推算法用于解决两个问题:一是给定模型参数和观测序列,求解最可能的隐含状态序列;二是给定模型参数和观测序列,求解模型参数的最大似然估计。
其中,递推算法主要包括前向算法和后向算法。
前向算法用于计算观测序列出现的概率,后向算法用于计算在某一隐含状态下观测数据的概率。
隐马尔可夫链模型在实际应用中具有广泛的应用价值。
在自然语言处理领域,它可以用于词性标注、语义解析等任务;在语音识别领域,它可以用于语音识别、语音分割等任务;在模式识别领域,它可以用于手写识别、人脸识别等任务。
通过对隐马尔可夫链模型的研究和应用,可以有效提高这些领域的性能和效果。
综上所述,隐马尔可夫链模型是一种重要的概率统计模型,具有广泛的应用前景。
通过递推算法,我们可以有效地解决模型参数和隐含状态序列的求解问题。
随着对该模型的深入研究和应用,相信它将在各个领域中发挥更大的作用,并取得更好的效果。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下要点:文章将分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个子部分。
概述部分简要介绍了隐马尔可夫链模型的背景和重要性,指出了该模型在实际问题中的广泛应用。
文章结构部分说明了整篇文章的组织结构,明确了每个部分的内容和目的。
目的部分描述了本文的主要目的,即介绍隐马尔可夫链模型的递推算法和应用,并总结和展望其未来发展方向。
词性标注与隐马尔可夫模型(精)
20
Pos tagging using HMM
模型解码(Decoding)
给定模型和一个观测序列,寻求一个产生这个 观测序列的可能性最大的状态序列 给定词序列w1w2…wT (可见的观察序列),寻求 产生这个词序列的最可能的词性标注序列 Pos1Pos2…PosT (隐藏的状态序列) 如何发现“最优”状态序列能够“最好地解释” 观察序列 需要高效算法,Viterbi算法
基本思想:随机给出模型参数的初始化值, 得到最初的模型λ0,然后利用初始模型λ0得 到某一状态转移到另一状态的期望次数,然 后利用期望次数对模型模型进行重新估计, 由此得到模型λ1,如此循环迭代,重新估计, 直至模型参数收敛(模型最优)。 通过对模型的评估实现模型的最优化 - 模 型使得训练数据存在概率最大化
对兼类词消歧- 词性标注的任务
5
词性标注的应用及重要性
机器翻译 Text – Speech 词法句法规则 - 词性组合 句法分析的预处理 统计自然语言处理的基础
6
词性标注常见方法
规则方法:
词典提供候选词性 人工整理标注规则
统计方法
寻找概率最大的标注序列 如何建立统计模型 P( tag, word ) HMM方法(Garside et al. 1987,Church 1988)
bi (vk ) P(vk | si )
i P ( si ) Expected Frequency in state s i at time (t=1)
ˆ) P( | ) Baum证明:随着迭代过程, P( |
29
无指导学习模型参数 - Welch-Baum 算法
隐马尔可夫模型三个基本问题及算法
隐马尔可夫模型三个基本问题及算法隐马尔可夫模型(Hien Markov Model, HMM)是一种用于建模具有隐藏状态和可观测状态序列的概率模型。
它在语音识别、自然语言处理、生物信息学等领域广泛应用,并且在机器学习和模式识别领域有着重要的地位。
隐马尔可夫模型有三个基本问题,分别是状态序列概率计算问题、参数学习问题和预测问题。
一、状态序列概率计算问题在隐马尔可夫模型中,给定模型参数和观测序列,计算观测序列出现的概率是一个关键问题。
这个问题通常由前向算法和后向算法来解决。
具体来说,前向算法用于计算给定观测序列下特定状态出现的概率,而后向算法则用于计算给定观测序列下前面状态的概率。
这两个算法相互协作,可以高效地解决状态序列概率计算问题。
二、参数学习问题参数学习问题是指在给定观测序列和状态序列的情况下,估计隐马尔可夫模型的参数。
通常采用的算法是Baum-Welch算法,它是一种迭代算法,通过不断更新模型参数来使观测序列出现的概率最大化。
这个问题的解决对于模型的训练和优化非常重要。
三、预测问题预测问题是指在给定观测序列和模型参数的情况下,求解最可能的状态序列。
这个问题通常由维特比算法来解决,它通过动态规划的方式来找到最可能的状态序列,并且在很多实际应用中都有着重要的作用。
以上就是隐马尔可夫模型的三个基本问题及相应的算法解决方法。
在实际应用中,隐马尔可夫模型可以用于许多领域,比如语音识别中的语音建模、自然语言处理中的词性标注和信息抽取、生物信息学中的基因预测等。
隐马尔可夫模型的强大表达能力和灵活性使得它成为了一个非常有价值的模型工具。
在撰写这篇文章的过程中,我对隐马尔可夫模型的三个基本问题有了更深入的理解。
通过对状态序列概率计算问题、参数学习问题和预测问题的深入探讨,我认识到隐马尔可夫模型在实际应用中的重要性和广泛适用性。
隐马尔可夫模型的算法解决了许多实际问题,并且在相关领域有着重要的意义。
隐马尔可夫模型是一种强大的概率模型,它的三个基本问题和相应的算法为实际应用提供了重要支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
8
决定一个词词性的因素
从语言学角度:由词的用法以及在句中的语 法功能决定 统计学角度:
和上下文的词性(前后词的标注)相关 和上下文单词(前后词)相关
9
隐马尔可夫模型 - 概要
背景 马尔可夫模型 隐马尔可夫模型
13
马尔可夫模型示例 - 天气预报
通过有限状态自动机描述状态转移概率
14
预测 - 计算未来天气 (序列的概率)
晴-晴-雨-雨-晴-多云-晴,未来七天天气是这种情 况的概率
P (O | Model ) P ( S3 , S3 , S1 , S1 , S3 , S 2 , S3 | Model ) P( S3 | Begin) * P( S3 | S3 ) * P( S1 | S3 ) * *P( S1 | S1 ) * P( S3 | S1 ) * P( S 2 | S3 ) * P( S3 | S 2 ) 3 * a33 * a31 * a11 * a13 * a32 * a23 0.33*0.8*0.1*0.4*0.3*0.1*0.2 6.336*10 5
T
18
HMM的定义
定义:一个HMM模型 λ=(A,B,π)
S是状态集, S=(S1,S2,…SN) V是观察集, V=(V1,V2,…VM) 状态序列Q = q1q2…qT (隐藏) ,观察序列 O=o1o2…oT (可见) A是状态转移概率分布A=[aij], aij=P(qt=sj|qt-1=si) (满足假设1.) B是观察值生成概率分布B=[bj(vk)], bj(vk)=P(ot=vk|qt=si) (满足假设2、3) 初始观察值概率分布 Π= [πi], πi =P(q1=si)
对兼类词消歧- 词性标注的任务
5
词性标注的应用及重要性
机器翻译 Text – Speech 词法句法规则 - 词性组合 句法分析的预处理 统计自然语言处理的基础
6
词性标注常见方法
规则方法:
词典提供候选词性 人工整理标注规则
统计方法
寻找概率最大的标注序列 如何建立统计模型 P( tag, word ) HMM方法(Garside et al. 1987,Church 1988)
模型评估 解码 模型参数学习
10
背景
俄国统计学家Andrei Markov(1856-1922)提出 Studied temporal probability models Real-world Observed output (signals) Signal Models – stimulate the signals source and learn as much as possible through simulations
4
词性标注问题 - 词性标注歧义(兼类词)
一个词具有两个或者两个以上的词性 英文的Brown语料库中,10.4%的词是兼类词
The back door On my back Promise to back the bill
汉语兼类词
把门锁上, 买了一把锁 他研究与自然语言处理相关研究工作 汉语词类确定的特殊难点
词性标注与隐马尔可夫模型
戴新宇 2006-11-17
1
概要
词性标注 HMM模型 HMM模型用于词性标注 相关问题讨论
2
词性标注
定义及任务描述 词性标注的问题 - 标注歧义 (兼类词) 词性标注之重要性 词性标注方法
3
词性标注任务描述
什么叫词性?
词性又称词类,是指词的语法分类,或者说是按照其各自的语 法功能的不同而分出来的类别
介绍 定义 隐马模型应用于词性标注
17
HMM模型的简单介绍
“隐”在何处?
状态(序列)是不可见的(隐藏的)
HMM是一阶马尔可夫模型的扩展
观察值与状态之间存在概率关系 隐藏的状态序列满足一阶马尔可夫模型
相对于markov模型的又一假设:输出独立性
P(O1 ,...OT | S1 ,...ST ) P(Ot | St )
15
马尔可夫假设
假设1 有限视野
P(Ot+1=Sk|O1,…Ot) = P(Ot+1=Sk|Ot-(n-1),…Ot)
(n-1)th 阶马尔可夫链 假设2 时间独立性
→ n 元语言模型
P(Ot+1=Sk|Ot) = P(O2=Sk|O1)
16
隐马尔可夫模型 - Hidden Markov Model (HMM)
11
马尔可夫模型
举例说明马尔可夫模型 马尔可夫假设
12
马尔可夫模型示例 - 天气预报
状态:雨、多云、晴 给定不同天气之间的 转换概率,预测未来 数天的天气 通过如右图所示的矩 阵描述状态之间的转 移概率
0.4 0.3 0.3 A {aij } 0.2 0.6 0.2 0.1 0.1 0.8
19
词性标注的HMM模型定义
HMM:S V A B π S:预先定义的词性标注集 V:文本中的词汇 A:词性之间的转移概率 B:某个词性生成某个词的概率 例,P(我|“代词”) π :初始概率 基于构建的HMM,利用某些算法,寻找一个最合适的词性标注 序列,即为一个词串上的每个词标注上词性。
划分词类的依据
词的形态、词的语法意义、词的语法功能
汉语的词类划分 词性标注:给某种语言的词标注上其所属的词类
The lead paint is unsafe. The/Det lead/N paint/N is/V unsafe/Adj. 他有较强的领导才能。 他/代词 有/动词 较/副词 强/形容词 的/助词 领导/名词 才能 /名词。
决策树方法(Schmid 1994) 最大墒方法(Ratnaparkhi 1996)
基于错误驱动的方法
错误驱动学习规则 利用规则重新标注词性
7
词性标注的性能指标
性能指标:标注准确率 当前方法正确率可以达到97% 正确率基线(Baseline)可以达到90%
基线的做法: