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次トークン予測の損失の最小化は最尤推定である

命題 3.5(「言語モデルの学習」§3) ・ ✓公理まで証明済み

定義 3.4 の設定で、すべての θ\theta とすべての m,tm, t について pθ(xt(m)∣x<t(m))>0p_\theta(x^{(m)}_t \mid x^{(m)}_{<t}) > 0 とします(softmax の出力ならつねに成り立ちます)。コーパスの尤度を Lik(θ)=∏m=1Mpθ(x(m))\mathrm{Lik}(\theta) = \prod_{m=1}^{M} p_\theta(x^{(m)}) とします。

  1. L(θ)=−1Tlog⁡Lik(θ)\mathcal{L}(\theta) = -\dfrac{1}{T} \log \mathrm{Lik}(\theta) です。したがって L\mathcal{L} の最小点の集合と Lik\mathrm{Lik} の最大点の集合は一致します(どちらも空集合である場合を含みます)。
  2. コーパスに現れた接頭辞 cc ごとに、その出現回数を NcN_c、直後のトークンが vv であった回数を Nc,vN_{c,v} とし、経験分布を p^(v∣c)=Nc,v/Nc\hat{p}(v \mid c) = N_{c,v} / N_c とします。このとき
L(θ)=∑cNcT H(p^(⋅∣c), pθ(⋅∣c))\mathcal{L}(\theta) = \sum_{c} \frac{N_c}{T}\, H\bigl(\hat{p}(\cdot \mid c),\ p_\theta(\cdot \mid c)\bigr)

です。ここで H(p,q)=−∑vpvlog⁡qvH(p, q) = -\sum_v p_v \log q_v は交差エントロピー(定義 5.1[数学を学び直す意義])で、和はコーパスに現れた接頭辞の全体にわたります。 3. 1 つの位置の損失 ℓ=−log⁡softmax(z)y\ell = -\log \mathrm{softmax}(\boldsymbol{z})_y のロジットについての勾配は ∇zℓ=softmax(z)−ey\nabla_{\boldsymbol{z}} \ell = \mathrm{softmax}(\boldsymbol{z}) - \boldsymbol{e}_y です(ey\boldsymbol{e}_y は正解 yy の one-hot ベクトル)。

本文で読む(証明と前後の説明)→

閉包の状態

✓ 公理まで証明済み

証明が使う定理を 前提 としてたどると、Rikai の中の証明だけで定義・公理(物理では基本仮定)までつながっています(前提の定理類 3 件、定義なども含めて 5 件)。

印の意味: ✓公理まで証明済み ・ △証明あり(閉包未完)・ ※主張のみ。テーマごとの集計は 閉包の状況。

前提をたどる 証明が使う定理・定義(直接 3 件)

▸ を開くと、その項目の証明が使う前提が出ます。深い先は各項目のページでたどれます。

これを使っている定理

証明で明示的に参照している定理は、まだありません。

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