原创：Siamese LSTM解决句子相似度(理论篇)

Posted 2020-10-04 佟学强

　　nlp中语义理解一直是业内的难题。汉语不同于英语，同样一个意思，可以有很多种说法，比如你是谁的问题，就可以有如下几种：①你是谁？②你叫什么名字？③您贵姓？④介绍一下你自己 等等。这些句子在语义上是十分接近的，如果做一个智能音响，对音响说出上述任何一句，其结果不应该因为句子形式的不同而不同，也就是说训练出的模型不能对同义语句太敏感。在神经概率语言模型产生之前，解决这个问题(或者nlp领域里比较流行的特征抽取),基本上都是依赖比较传统的TF-IDF算法来构造出一个句子的向量，然后计算向量的相似度。这种方法的能力是非常有限的，最大的问题首先是，不能表示出一个句子。在神经概率语言模型，也就是深度学习引入到nlp中之后，word2vector，lstm，cnn开始逐步占据主导。在最开始的由word2vector表达词向量，扩展到目前的用LSTM表达句子的向量，还有RCNN应用于NLP可以抽取出一个句子的高阶特征，这几年热度一直居高不下。

　　word2vector严格来讲，有4层的神经网络构成。input层是one-hot表示，接下来是embedding层，这两层中间的连接参数就是词的embedding表示，有one-hot到embedding的矩阵操作，相当于one-hot在词典中查找出这个词的embedding表示。所以说，word embedding的本质是连接one-hot到embedding层的权重参数，整个训练过程是训练这些参数。后两层是projection layer和output layer，output layer是分类输出层。word2vector之所以能够用表示两个词的向量的差异来衡量两个词的差异，根本原因是在训练过程中，embedding参数和output layer的参数互相推导，两者相互影响，也就是说在训练的过程中，已经兼顾到了上下文。

　　在word2vector产生后，情感分析便由word2vector和svm主导，先获取到用户评价句子的每个词的表示，对每个词打分，然后加权求和得出一句话的得分，来判断这句话是好评，中评还是差评。很显然，这种方法只是从词这个局部单元考虑出发，并没有考虑到整句话所表达的意思，很容易陷入局部最优解。lstm产生后，便摒弃了这个方案，先由lstm训练出这句话的向量，然后进入到回归层进行打分。这样就能从整句话出发来判断用户的评价了。