学界 | 神经混合模型：提升模型性能，显著降低困惑度

选自arXiv

机器之心编译

参与：路雪、蒋思源

基于神经网络的语言模型能够学习不同的自然语言特征，性能也正在持续提升。萨尔大学在 ICASSP 2017 发表的论文中提出一种神经混合模型（NMM），该模型可以显著改善模型的性能，同时极大地降低困惑度。

论文：https://arxiv.org/abs/1708.06989

摘要：由于新架构的出现，基于神经网络的语言模型的性能正在平稳提高，能够学习不同的自然语言特征。本论文展示了一个新型框架，该框架表明在同一个架构中连接不同的异质模型（heterogeneous model）能够实现性能的显著改善。这通过特征层和混合层来实现：特征层（feature layer）单独学习基于神经网络的不同模型，混合层融合产生的模型特征。该架构受益于每个模型的学习能力，同时模型参数和训练时间没有显著的增长。大量基于 Penn Treebank（PTB）和 Large Text Compression Benchmark（LTCB）语料库的实验证明，与顶尖的前馈神经网络和循环神经网络架构相比，该新型框架极大地降低了困惑度（perplexity）。

图 1：神经混合模型（NMM）架构。红色箭头表示训练过程中错误的传播。

表 2：语言模型在 PTB 测试集上的表现。

图 2：迭代地向不同的混合模型添加更多的 FNN 模型时，它们的困惑度和参数增长关系。

表 3：语言模型在 LTCB 测试集上的困惑度。

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