Word2Vecとは

簡単に言うと単語を入力すると、類似単語を出力することができる仕組み。
論文 Efficient Estimation of Word Representations in
Vector SpaceUI　(2013,Tomas Mikolov,Google Inc)
単語をベクトル表現化することで、単語同士に距離を持たせる
modelは2種類、skip-gram,cbow

###skip-gram

1つの単語から複数の単語を予測する
学習時間：⼤
論⽂ではcbowより若⼲精度良

###cbow

複数単語から1つの単語を予測するモデル
学習時間：少

実装

使用するライブラリおよびデータは以下

MeCab
gensim
wikiデータ

準備

MeCabインストール

#MeCabインストール
$sudo apt install mecab

#辞書をインストール
$sudo apt install mecab-ipadic-utf8

#pythonのライブラリインストール
$pip install mecab-python3

#configファイルのインストール
$sudo apt install libmecab-dev

gensimインストール

$ pip install  gensim

wiki記事のダウンロード

$ curl https://dumps.wikimedia.org/jawiki/latest/jawiki-latest-pages-articles.xml.bz2 -o jawiki-latest-pages-articles.xml.bz2

wiki記事の整形
以下よりwikiextractorをダウンロードしておく
https://github.com/attardi/wikiextractor

$ python setup.py install
$ python WikiExtractor.py jawiki-latest-pages-articles.xml.bz2
$ find text/ | grep wiki | awk '{system("cat "$0" >> wiki.txt")}'
$ mecab -Owakati wiki.txt -o wiki_wakati.txt
$ nkf -w --overwrite wiki_wakati.txt

学習

from gensim.models import word2vec
import logging

logging.basicConfig(format='%(asctime)s : %(levelname)s : %(message)s', level=logging.INFO)
sentences = word2vec.Text8Corpus('./wiki_wakati.txt')

model = word2vec.Word2Vec(sentences, size=200, min_count=20, window=15)
model.save("./wiki.model")

推論

推論する際にpositiveに指定した単語と類似の単語を抽出することが可能。
またpositiveを複数指定すれば、療法の単語に近い単語が抽出できる。
positiveとnegativeを指定することで、単語の意味の引き算をすることが可能。

推論1

from gensim.models import word2vec

model = word2vec.Word2Vec.load("./wiki.model")
results = model.wv.most_similar(positive=['講義'])
for result in results:
    print(result)

結果1

('授業', 0.7282282114028931)
('講話', 0.6820641756057739)
('講演', 0.6787524819374084)
('講読', 0.6742540597915649)
('レクチャー', 0.6424188017845154)
('講座', 0.6407526731491089)
('フィールドワーク', 0.6059380769729614)
('聴講', 0.5993057489395142)
('進講', 0.5855057239532471)
('勉強', 0.5780803561210632)

「講義」と類似の単語が抽出された

推論2

from gensim.models import word2vec

model = word2vec.Word2Vec.load("../../dataset/w2v_wiki/wiki.model")
results = model.wv.most_similar(positive=['メジャー',"野球"])
for result in results:
    print(result)

結果2

('大リーグ', 0.6116142272949219)
('NPB', 0.6107013821601868)
('MLB', 0.6046764254570007)
('バスケットボール', 0.5617710947990417)
('イーグルス', 0.5606954097747803)
('イチロー', 0.5525334477424622)
('球界', 0.5518677830696106)
('CFL', 0.5486886501312256)
('アメリカンフットボール', 0.5478270053863525)
('レッドストッキングス', 0.5468316078186035)

「メジャー」「野球」両方に関係のある単語が取得できている

参考：「メジャー」のみの時の結果

('マイナー', 0.706134557723999)
('プロ', 0.5638894438743591)
('ルーキー', 0.5499024987220764)
('ブルージェイズ', 0.5397061109542847)
('モントリオール・エクスポズ', 0.5390951633453369)
('MLB', 0.536774754524231)
('オリオールズ', 0.5358902812004089)
('エクスポズ', 0.5329082608222961)
('アストロズ', 0.5280351042747498)
('一軍', 0.5272071361541748)

参考：「野球」のみの時の結果

('ヤクルト', 0.7376969456672668)
('日本ハム', 0.716887354850769)
('千葉ロッテ', 0.6957686543464661)
('ロッテ', 0.6921555995941162)
('阪神タイガース', 0.6906307935714722)
('オリックス', 0.6852249503135681)
('広島東洋カープ', 0.6677668690681458)
('横浜ベイスターズ', 0.6603774428367615)
('中日', 0.6575911045074463)
('パ・リーグ', 0.6330403685569763)

推論3

from gensim.models import word2vec

model = word2vec.Word2Vec.load("../../dataset/w2v_wiki/wiki.model")
results = model.wv.most_similar(positive=['東京',"ロンドン"],negative=["日本"])
for result in results:
    print(result)

結果3

('ケンジントン', 0.5750640034675598)
('ニューヨーク', 0.563010573387146)
('サザーク', 0.5527547001838684)
('ブライトン', 0.5462611317634583)
('ハムステッド', 0.5348111987113953)
('バーミンガム', 0.5297024846076965)
('パリ', 0.5293666124343872)
('イズリントン', 0.5272073745727539)
('ダブリン', 0.5166401863098145)
('ストラトフォード', 0.5041124820709229)

「東京」、「ロンドン」に関係する単語から「日本」に関係する単語が差し引かれた