神经网络算法 —— Embedding(嵌入)!!

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简介: 神经网络算法 —— Embedding(嵌入)!!

前言

本文将从 Embedding 的本质、Embedding的原理、Embedding的应用三个方面,详细介绍Embedding(嵌入)。


1、Embedding的本质

"Embedding" 在字面上的翻译是“嵌入”,但在机器学习和自然语言处理的上下文中,我们更倾向于将其理解为一种 “向量化” 或 “向量表示” 的技术,这有助于更准确地描述其在这些领域中的应用和作用。

(1)机器学习中的Embedding

  • 原理:将离散数据映射为连续变量,捕捉潜在关系。
  • 方法:使用神经网络中的Embedding层,训练得到数据的向量表示。
  • 作用:提升模型性能,增强泛化能力,降低计算成本。

Embedding Model

在机器学习中,Embedding 主要是指将离散的高维数据(如文字、图片、音频)映射到低纬度的连续向量空间。这个过程会生成由实数构成的向量,用于捕捉原始数据的潜在搞关系和结构。

(2)NLP中的Embedding

  • 原理:将文本转换为连续向量,基于分布式假设捕捉语义信息。
  • 方法:采用词嵌入技术(如Word2Vec)或复杂模型(如BERT)学习文本表示。
  • 作用:解决词汇鸿沟,支持复杂NLP任务,提供文本的语义理解。

Word2Vec

在NLP中,Embedding技术(如Word2Vec)将单词或短语映射为向量,使得语义上相似的单词在向量空间中位置相近。这种Embedding对于自然语言处理任务(如文本分类、情感分析、机器翻译)至关重要。

2、Embedding的原理

Embedding向量不仅仅是对物体进行简单编号或标识,而是通过特征抽象和编码,在尽量保持物体间相似性的前提下,将物体映射到一个高维特征空间中。Embedding向量能够捕捉到物体之间的相似性和关系,在映射到高维特征空间后,相似的物体在空间中会聚集在一起,而不同的物体会被分隔开。

(1)Image Embedding(图像嵌入

  • 定义与目的:图像嵌入是将图像转换为低维向量,以简化处理并保留关键信息供机器学习使用。
  • 方法与技术:利用深度学习模型(如CNN)抽取图像特征,通过降维技术映射到低维空间,训练优化嵌入向量。
  • 应用与优势:图像嵌入广泛应用于图像分类、检索等任务,提升模型性能,降低计算需求,增强泛化能力。

图像嵌入

图像嵌入是利用深度学习将图像数据转化为低维向量的技术,广泛应用于图像处理任务中,有效提升了模型的性能和效率。

(2)Word Embedding(词嵌入)

  • 定义与目的:词嵌入是将单词映射为数值向量,以捕捉单词间的语义和句法关系,为自然语言处理任务提供有效的特征表示。
  • 方法与技术:词嵌入通过预测单词上下文(如Word2Vec)或全局词频统计(如GloVe)来学习,也可使用深度神经网络捕捉更复杂的语言特征。
  • 应用与优势:词嵌入广泛应用于文本分类、机器翻译等自然语言处理任务,有效提升模型性能,因其能捕捉语义信息和缓解词汇鸿沟问题。

词嵌入

词嵌入是一种将单词转换为数值向量的技术,通过捕捉单词间的语义和句法关系,为自然语言处理任务提供有效特征表示,广泛应用于文本分类、机器翻译等领域,有效提升了模型的性能。

3、Embedding的应用

(1)Embedding + 推荐系统

Embedding技术为推荐系统提供了有效的用户和物品向量表示,通过捕捉潜在关系提升推荐准确性,同时具备良好的扩展性,是推荐系统的关键组成部分。

推荐系统

Embedding 在推荐系统中的作用

提供连续的低维向量表示,捕捉用户和物品间的潜在关系,增强推荐准确性。

Embedding 在推荐系统中的方法

利用矩阵分解或深度学习模型生成用户和物品的Embedding向量,用于计算相似度和生成推荐。

Embedding 在推荐系统中的优势

提高推荐准确性,具备良好的扩展性和灵活性,适应大规模数据集和新增用户物品。

(2)Embedding + 大模型

Embedding在大模型中发挥着突破输入限制、保持上下文连贯性、提高效率和准确性等重要作用。

  • 突破输入限制:Embedding通过将长文本编码为紧凑的高维向量,使大模型能够处理超出其原始输入限制的文本。
  • 保持上下文连贯性:Embedding在编码过程中保留文本的上下文信息,确保大模型在处理分割后的文本时仍能生成连贯的输出。
  • 提高效率和准确性:预训练的Embedding加速模型训练,提升各自自然语言处理任务的准确性,实现跨任务知识迁移。
  • 应用案例:Embedding解决大模型处理长文本时的输入和连贯性问题,通过向量检索和提示工程优化回答质量。

参考:架构师带你玩转AI

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