语言模型定义

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语言模型是一种能够为给定文本序列预测概率分布的统计模型,其核心任务是计算一个词序列出现的概率。

语言模型的基本定义

从数学角度看,语言模型是对序列的联合概率分布的建模:

其中 表示一个由n个词组成的序列。

通常使用条件概率分解:

语言模型的主要类型

语言模型按照架构和训练方法可分为多种类型:

  • 统计语言模型:基于词频统计和条件概率
    • N-gram模型
    • 最大熵模型
  • 神经网络语言模型:使用神经网络架构
    • 前馈神经网络语言模型
    • 循环神经网络语言模型(RNN, LSTM, GRU)
    • Transformer基础的语言模型
      • 编码器模型(如BERT)
      • 解码器模型(如GPT系列)
      • 编码器-解码器模型(如T5, BART)
# 简单的语言模型概率计算示例
def calculate_sentence_probability(model, sentence):
    """
    使用语言模型计算句子概率
    model: 语言模型
    sentence: 输入句子,词的列表
    """
    probability = 1.0
    
    # 自回归方式计算概率
    for i in range(1, len(sentence)):
        context = sentence[:i]
        next_word = sentence[i]
        
        # 使用模型预测下一个词的概率
        next_word_prob = model.predict_next_word_probability(context, next_word)
        
        # 累乘得到句子概率
        probability *= next_word_prob
    
    return probability

"语言模型是自然语言处理的基础,是连接人类语言与机器理解的桥梁。"

语言模型的应用

语言模型在多个领域有广泛应用:

  1. 文本生成:创作、对话、摘要
  2. 机器翻译:跨语言文本转换
  3. 拼写纠错:检测和修正文本错误
  4. 语音识别:提高识别准确率
  5. 情感分析:理解文本情感倾向
  6. 问答系统:回答用户问题
模型类型特点优势劣势
统计语言模型基于统计规则简单、可解释稀疏性问题、无法泛化
神经网络语言模型基于神经网络更好的泛化能力需要大量训练数据、计算资源
大型预训练语言模型基于Transformer强大的表达能力、涌现能力需要海量计算资源、黑盒性质