Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
Discovering Universal Geometry in Embeddings wi...
Search
Momose Oyama
December 21, 2023
Research
1
920
Discovering Universal Geometry in Embeddings with ICA
2023年12月20日 NLPコロキウム
Momose Oyama
December 21, 2023
Tweet
Share
More Decks by Momose Oyama
See All by Momose Oyama
独立成分分析を用いた埋め込み表現の視覚的な理解
momoseoyama
5
1.7k
Other Decks in Research
See All in Research
DeepSeek を利用する上でのリスクと安全性の考え方
schroneko
3
1.4k
CHaserWeb:ブラウザ上で動作する対戦型プログラミング学習環境の提案と評価 / i2025-inoue
yumulab
0
160
ことばの意味を計算するしくみ
verypluming
11
2.5k
rtrec@dbem6
myui
6
790
GeoCLIP: Clip-Inspired Alignment between Locations and Images for Effective Worldwide Geo-localization
satai
3
170
SSII2025 [TS1] 光学・物理原理に基づく深層画像生成
ssii
PRO
3
2.9k
Adaptive fusion of multi-modal remote sensing data for optimal sub-field crop yield prediction
satai
3
160
Collaborative Development of Foundation Models at Japanese Academia
odashi
2
550
TRIPOD+AI Expandedチェックリスト 有志翻訳による日本語版 version.1.1
shuntaros
0
150
博士論文公聴会: Scaling Telemetry Workloads in Cloud Applications: Techniques for Instrumentation, Storage, and Mining / PhD Defence
yuukit
1
140
データサイエンティストの就労意識~2015→2024 一般(個人)会員アンケートより
datascientistsociety
PRO
0
570
Vision Language Modelと完全自動運転AIの最新動向
tsubasashi
2
610
Featured
See All Featured
Designing for humans not robots
tammielis
253
25k
Easily Structure & Communicate Ideas using Wireframe
afnizarnur
194
16k
Rebuilding a faster, lazier Slack
samanthasiow
81
9k
Chrome DevTools: State of the Union 2024 - Debugging React & Beyond
addyosmani
6
650
What's in a price? How to price your products and services
michaelherold
245
12k
The Web Performance Landscape in 2024 [PerfNow 2024]
tammyeverts
5
620
Let's Do A Bunch of Simple Stuff to Make Websites Faster
chriscoyier
507
140k
Documentation Writing (for coders)
carmenintech
71
4.8k
How to Ace a Technical Interview
jacobian
276
23k
Rails Girls Zürich Keynote
gr2m
94
13k
Evolution of real-time – Irina Nazarova, EuRuKo, 2024
irinanazarova
8
750
Thoughts on Productivity
jonyablonski
69
4.7k
Transcript
Discovering Universal Geometry in Embeddings with ICA 2023.12.20 NLPコロキウム Hiroaki
Yamagiwa*, Momose Oyama*, Hidetoshi Shimodaira EMNLP2023
⼤⼭百々勢 (Oyama Momose) l 京都⼤学 下平研究室 修⼠2年 (D進の予定) l 埋め込み表現の研究
◦ Norm of Word Embedding Encodes Information Gain [Oyama, Yokoi, Shimodaira, EMNLP 2023] [Paper] ◦ Discovering Universal Geometry in Embeddings with ICA [Yamagiwa*, Oyama*, Shimodaira, EMNLP 2023] [Paper] l 国内のコミュニティ ◦ NLP, YANS ◦ IBIS, 統計連合⼤会 2
道具の紹介︓ Independent Component Analysis (ICA)
ICAは独⽴な軸を⾒つける変換 𝐗𝐁 = 𝐒 ⼊⼒の⾏列: (𝑛, 𝑑) 変換後の⾏列: (𝑛, 𝑑)
𝑑個の列が互いに独⽴ 変換⾏列: (𝑑, 𝑑) 4
ICAは独⽴な軸を⾒つける変換 𝐗𝐁 = 𝐒 ⼊⼒の⾏列: (𝑛, 𝑑) 変換⾏列: (𝑑, 𝑑)
𝐗 (⼊⼒) 𝐒 (出⼒) ⾳声 𝑑箇所のマイクが拾った⼈々の話し声 𝑛秒分 𝑑個に分離した話し声のデータ 𝑛秒分 5 変換後の⾏列: (𝑛, 𝑑) 𝑑個の列が互いに独⽴
ICAは独⽴な軸を⾒つける変換 𝐗 (⼊⼒) 𝐒 (出⼒) ⾳声 𝑑箇所のマイクが拾った⼈々の話し声 𝑛秒分 𝑑個に分離した話し声のデータ 𝑛秒分
単語埋め込み 𝑑個の次元に分散して表現された 𝑛単語分の意味情報 𝑑個の独⽴な意味情報に分離された 𝑛単語の表現 (これから⾒ていきます) 𝐗𝐁 = 𝐒 ⼊⼒の⾏列: (𝑛, 𝑑) 変換⾏列: (𝑑, 𝑑) 6 変換後の⾏列: (𝑛, 𝑑) 𝑑個の列が互いに独⽴
単語埋め込みをICAで分析
単語ベクトルをヒートマップで可視化 l Skip-gram with Negative Samplingで学習した 単語ベクトル l ヒートマップ ◦
⾏: 単語ベクトル ◦ 列: 次元 (5/300) l 各要素の⼤⼩は解釈できない ◦ 「分散」表現なので ⾃然なこと 8
PCAをしても解釈性に変化なし 9
ICA後は各次元が持つ意味を解釈できる l 16軸: ⾷べ物 (dishes, …) l 26軸: ⾞ (cars,
…) l 35軸: 映画 (film, …) l 34軸: イタリア (italian, …) l 56軸: ⽇本 (japanese, …) 10
独⽴成分は「尖って」いて解釈可能 l 2軸に沿った散布図 ◦ イタリア軸と⾞軸 ◦ ⽇本軸と映画軸 l 加法構成性 ◦
Ferrari ≈ italian + cars ◦ kurosawa ≈ japanese + film l 300次元よりも⼩さな部分 空間で単語の意味を表現 11
ICAの結果の普遍性
まず、英語の埋め込みを可視化 英語 13
ICA: 異なる⾔語の埋め込みで形と意味が共通 14
PCA: 共通の性質を⾒つけられない 15
ICA: モデルやドメインの違いを超えた普遍性 16
PCA: やはりうまくいかない 17
なぜPCAではなくICAが うまくいくのか
PCAが捉えきれない⾼次情報をICAは捉える 𝐒 = 𝐗𝐀𝐑 ICA が独⽴な軸を⾒つける⼿順 1. ⽩⾊化 (PCA): 各軸を無相関にする
2. 直交変換: 各軸の⾮ガウス性を最⼤化する 19
PCAが捉えきれない⾮ガウス性をICAは捉える ICA が独⽴な軸を⾒つける⼿順 1. ⽩⾊化 (PCA): 各軸を無相関にする 2. 直交変換: 各軸の⾮ガウス性を最⼤化する
lどれだけガウス分布 から逸脱しているか l例えば歪度や尖度 で測定できる 𝐒 = 𝐗𝐀𝐑 20
PCAが捉えきれない⾮ガウス性をICAは捉える ICA = PCA + 直交変換 l PCA: 「尖った形状」を⾒つけられない l
ICA: 「尖った形状」を⾒つけられる 𝐒 = 𝐗𝐀𝐑 21
まとめ
まとめ l ICAを使って 埋め込みを分析した l わかったこと 1. 埋め込みの独⽴成分は 「尖って」いて解釈可能 2.
⾔語・モデル・ドメインの 違いを超えて普遍的 l PCAだと上⼿くいかない 23