Perşembe, Eylül 19, 2019

FastText ile Kelime Vektörü Oluşturma

Bu yazımızda FastText kullanarak nasıl kelime vektörü oluşturabileceğimizi nasıl göreselleştire bileceğimizi göreceğiz.

İlk yazımızda bahsetmiştik

"Sonra Kelime vektörü - word2vec - denen bir kavram çıkmış ortaya.  Her kelime için sabit uzunlukta bir vektör kullanmak. "Birlikte geçen kelimeler anlamca yakındır" var sayımından yola çıkılıyor.  Başlangıçda aynı yapay sinir ağlarındaki gibi kelimeler için rastgele seçilmiş vektör değerleri atanıyor. Devasa derlem - corpus - kullanarak danışmansız şekilde - unsupervised - her kelime için birlikte geçtiği kelimelere göre bu vektörler güncelleniyor. "
Kelimelerin anlamca yakınlıklarına göre orantılı birer vektöre dönüştürülebilmesinin önemi büyük. Doğal dil işleme ile yapılacak hemen her işte işimize yarar bir başlangıç noktası verir. Mesela bir arama algoritmasında sadece yazdığınız kelimeyi ararsınız. Aynı yada yakın anlama gelen kelimelerin geçtiği yerlere ulaşamazsınız. Anlamca yakın kelimeler ile arama yapabilmek için kelime vektörleri çok işinize yarayacktır. Bir başka aklıma gelen örnek; iki metnin anlamca yakınlığının hesaplanmasında kullanılabilir.

FastText 'in sitesinde değişik dillerde Common Crawl ve  Wikipedia dan toplanmış derlemler le eğitilmiş hazır kelime vektör modelleri var. Elbette Türkçe içinde var.
fasttext.cc/docs/en/crawl-vectors.html
 Buradan yayınlanan hazır eğitilmiş kelime vekörleri iki formatta sunuluyor.  Uzatnısı .bin  olan FastText modeli doğrudan yüklüyebiliyorsunuz. Yada uzantısı  .txt olan da her satırda başta kelime devamında vektör olacak şekilde hazırlanmış bir metin dosyası olarak.
Hemen baştan uyarayım dosyalar çok büyük ve devasa kelime sayısına sahip. Bu tip bir modeli her bilgisayarda yüklüyebilmeniz pek mümkün olmaz.

Bu tip genel vektörlerin bir başka handikapıda şudur. Kelimeler çeşitli alanlarda çok farklı anlamlara gelebilmektedir.  Sadece eş anlamlı kelimeler için olan bir durum değil bu.  Mesela bir başkent ismi turizm ile ilgili metinlerde doğal güzellikleri mesire yerleri felanla geçerken. Uluslar arası politika yazılarında o ülkeyi ifade eden özne olarak kullanılabilir.  Böyle durumlarda o kelimenin anlamını yeterince gösterebilen vekötre ulaşamayabiliriz. Bu tip problemlemin kısmen çözümü uygulamanıza has derlem oluşturmak ve eğitimi o derlem üzerinde yapmaktır.

Türkçe için deneme yapmamıza uygun bir derlem buluyoruz. Derlem konusunda eskiden beri çalışmalarıyla bilinen  Ahmet Aksoy 'un  çalışmasını kullanacağız. Bu derlemi Kaggle  da veri kümelerinin yayınlandığı kısımda yayınlamışlar.

www.kaggle.com/ahmetax/hury-dataset

Bizde ordan indirip FastText GUI ile eğitim  yapacağız. Bu derlemde Hürriyet gazetesinden çekilmiş haberler cümlelerine ayrılmış, noktalama işaretleri sayılar ve etkisiz kelimeler - stop words - çıkarılmış. Devam etmeden "stop words" kavramından bahsedelim. Kavram olarak anlamı cümle içlerinde kaldırıldığında anlamı değiştirmeyen kelimeler diyebiliriz.  Değişik tercümelerine denk gelmek mümkün ; gereksiz kelimeler, dolgu kelimeler, etkisiz kelimeler vs ...

Evet elimizde temizlenmiş hazır dermlem var biz bu derlem ile FastText GUI ile gözetimsiz eğitimler yapıp kelime vektörleri oluşturacağız. Elbette  fasttext i komut satırında kullanarak yada python paketindeki fonksiyonlarlada eğitimler yapabilirsiniz. GUI için çalıştıralbilir paket oluşturduk onu da kullanabilirsiniz.

İki ana eğitim metodu var skipgram ve cbow bir her ikisi içinde 100 lük vektörler üretecek şekilde eğitimler yaptık.  Ek olarak fasttext 'in klasik wor2vect in gelişmişi olduğunu söylemiştik.  Başlıca üstünleklerinden biriside kelimeyi harf ngramlar olarakda tutabiliyor olmasıdır. Bu konuyla ilgili eğitimde seçeneklerimiz var. harf ngram kullansın / kullanmasın diye de 2 seçenekli ilave eğitim yaptık. Toplam da 4  eğitim oldu.

GUI kullanımından bahsedelim biraz



Sol en üstte "Command"  kısmındaki açılır listede  4 seçenek var
"skipgram" ve "cbow" gözetimsiz eğitim için kullaınacak seçenekler dir. 
"supervised" seçeneği gözetim li eğitim için
"test" de gözetimli eğitimi yapılmış modeli bir veri seti üzerinde çalıştırıp sonuçları görmek için.

Üstte Ortada "Run Mode" var. burda 2 seçeneğimiz var
"slient" da fasttext arkaplanda  ekrana çıktı vermeyecek şekilde çalıştırılır ve sonuçlar işlem bittiğinde GUI de ekranda gösterilir.
"std output" seçeneğini seçtiğinizde fasttext çalışıtırılır ve komut satırı penceresinde çalışmasını ve yazdıklarını görebilirsiniz. fakat işlem bittiğinde yaptıkları GUI ekranına gelmez.

Harf ngram seçeneğini belirleyen kısım ise altta ortadaki "min char ngram" ve "max char n gram " seçenekleri her ikisinide 0 yaptığınızda harf ngram kullanmayarak eğitimi yapacakdır.
"learning rate" seçeneği başlangıç öğrenme hızıdır. Yapay öğrenme metodlarının çoğundaki anlamda kullanılır en büyük değer 1.0 dır fakat çok büyük olursa  hata  - loss - değeri küçülmek yerine büyümeye başlıyor ve sonra program çakılıyor. ona dikkat edin
"epoch" ise yine eğitim iterasyonunun ne kadar fazla yapılacağına dair bir parametre, Ne kadar büyük verirseniz o kadar uzun süre çalışır.
"word ngram"  için seçenek var. Bir dışında bir seçenekle kelime ngram yapısını kullanmış olursunuz.
"word vector Dimension"  seçeneği kelime için üretilecek vektör büyüklüğünü belirler.


Eğer eğitimi "slient" yaptıysanız eğitim süresince loss değerinin değişimini gösteren bir grafikde çizdiriyoruz gui altta



FastText kendi içinde multi thread bir yapıda olduğundan çalışırken mesaj almakda epey problem yaşadım. Halada tam çözümü olmayan bir sürü kısmı vardır. Ama yinede komut satırı açıp uzun uzun parametereleri yazmayla uğraşmak zorunda kalmıyorsunuz.

 Gelelim sonuçlara. Yukarda belirttiğim gibi 4 eğitim yapıtık.  hepsinde 100 lük vektör oluşturduk.
  1. skipgram + subwords ( char ngram ( 3 - 6) )
  2. skipgram  sadece kelime bazlı
  3. cbow + subwords ( char ngram ( 3 - 6) )
  4. cbow  sadece kelime bazlı



sonuçları nasıl görselleştirebiliriz derseniz kelime vektörlerini  iki boyuta PCA  indirip grafik olarak gösterebiliyoruz. Mesela İlk eğitim sonucu elde edilen vektörlerden rast gele seçilmiş 250 kelime için şöyle bir grafik çıkıyor.



 Bazen ilginç bağlantılar görülsede bu şekilde çoğu yerinde karman karışık bir yapı çıkıyor.  Bizim anlamca ilgisini bildiğimiz kelimelerden oluşturduğumuz bir listeyi aynı şekilde görselleştirerek bakıyoruz.



Burda gayet  şık bir anlamca uygun bir dağılım görüyoruz. altın, gümüş, elmas, zümrüt, platin gibi değerli maden ve metaller sağ üstte toplanmış. Sol üst tarafa doğru ise toplanan kelimeler ise ; Terör, terörist, cinayet, tecavüz, katil, katiller, pkk, deaş,  gibi kelimeler. Hatta "terörizst " diye bir kelime bile var. Biz bu kelimeyi mahsus koyduk aslında böyle bir kelime yok. Ama bu eğitimde harf bazlı ngram kullanıldığından bu kelimenin vektörünü doğru konumlandırabilmiş. Diğer kelimeleride inceleyin benzeri yakınlıklarda konumlandıklarını görebilirsiniz.

Hemen 2. eğitim sonucuna bakıyoruz



burda diğer kelimelerde yine mantıklı ve benzeri sonuçlar görürken  "terörizst " kelimesinin nisbeten olması gereken yerde uzukta ortaya çıktığını görüyoruz. Buda harf bazlı ngramın faydası diyelim.

3. eğitim cbow + subwords sonuç grafiği




4. eğitim cbow kelime bazlı sonuç grafiği


Eğitim sonrası ulaşılan hata değerleride yazalım
  1. skipgram + subwords ( char ngram ( 3 - 6) )  --  Loss : 0.990
  2. skipgram  sadece kelime bazlı --  Loss : 0.961
  3. cbow + subwords ( char ngram ( 3 - 6) ) --  Loss : 1.480
  4. cbow  sadece kelime bazlı --  Loss : 1.352
Evet epey uzun da ols bir yazının daha sonuna geldik. Her türlü görüş ve önerilerinizi bekleriz.

Hiç yorum yok: