hi / README.md
omarkamali's picture
Upload all models and assets for hi (latest)
7030869 verified
---
language: hi
language_name: Hindi
language_family: indoaryan_central
tags:
- wikilangs
- nlp
- tokenizer
- embeddings
- n-gram
- markov
- wikipedia
- feature-extraction
- sentence-similarity
- tokenization
- n-grams
- markov-chain
- text-mining
- fasttext
- babelvec
- vocabulous
- vocabulary
- monolingual
- family-indoaryan_central
license: mit
library_name: wikilangs
pipeline_tag: text-generation
datasets:
- omarkamali/wikipedia-monthly
dataset_info:
name: wikipedia-monthly
description: Monthly snapshots of Wikipedia articles across 300+ languages
metrics:
- name: best_compression_ratio
type: compression
value: 4.250
- name: best_isotropy
type: isotropy
value: 0.8141
- name: vocabulary_size
type: vocab
value: 0
generated: 2026-01-10
---
# Hindi - Wikilangs Models
## Comprehensive Research Report & Full Ablation Study
This repository contains NLP models trained and evaluated by Wikilangs, specifically on **Hindi** Wikipedia data.
We analyze tokenizers, n-gram models, Markov chains, vocabulary statistics, and word embeddings.
## ๐Ÿ“‹ Repository Contents
### Models & Assets
- Tokenizers (8k, 16k, 32k, 64k)
- N-gram models (2, 3, 4, 5-gram)
- Markov chains (context of 1, 2, 3, 4 and 5)
- Subword N-gram and Markov chains
- Embeddings in various sizes and dimensions (aligned and unaligned)
- Language Vocabulary
- Language Statistics
![Performance Dashboard](visualizations/performance_dashboard.png)
### Analysis and Evaluation
- [1. Tokenizer Evaluation](#1-tokenizer-evaluation)
- [2. N-gram Model Evaluation](#2-n-gram-model-evaluation)
- [3. Markov Chain Evaluation](#3-markov-chain-evaluation)
- [4. Vocabulary Analysis](#4-vocabulary-analysis)
- [5. Word Embeddings Evaluation](#5-word-embeddings-evaluation)
- [6. Morphological Analysis (Experimental)](#6--morphological-analysis-experimental)
- [7. Summary & Recommendations](#7-summary--recommendations)
- [Metrics Glossary](#appendix-metrics-glossary--interpretation-guide)
- [Visualizations Index](#visualizations-index)
---
## 1. Tokenizer Evaluation
![Tokenizer Compression](visualizations/tokenizer_compression.png)
![Tokenizer Fertility](visualizations/tokenizer_fertility.png)
![Tokenizer OOV](visualizations/tokenizer_oov.png)
![Total Tokens](visualizations/tokenizer_total_tokens.png)
### Results
| Vocab Size | Compression | Avg Token Len | UNK Rate | Total Tokens |
|------------|-------------|---------------|----------|--------------|
| **8k** | 3.436x | 3.44 | 0.0604% | 2,277,747 |
| **16k** | 3.796x | 3.80 | 0.0667% | 2,061,793 |
| **32k** | 4.066x | 4.07 | 0.0715% | 1,924,898 |
| **64k** | 4.250x ๐Ÿ† | 4.25 | 0.0747% | 1,841,478 |
### Tokenization Examples
Below are sample sentences tokenized with each vocabulary size:
**Sample 1:** `เคœเฅ‡เคฐเฅ‹เคฎ เค‡เคธเคพเค• เคซเฅเคฐเฅ€เคกเคฎเคจ เค…เคฎเฅ‡เคฐเคฟเค•เคพ เค•เฅ‡ เคชเฅเคฐเคธเคฟเคฆเฅเคฆ เคตเฅˆเคœเฅเคžเคพเคจเคฟเค• เคนเฅˆเค‚เฅค เคฎเฅ‡เค‚ เค‡เคจเฅเคนเฅ‡เค‚ เคญเฅŒเคคเคฟเค• เคตเคฟเคœเฅเคžเคพเคจ เคฎ...`
| Vocab | Tokens | Count |
|-------|--------|-------|
| 8k | `โ–เคœ เฅ‡เคฐ เฅ‹เคฎ โ–เค‡เคธ เคพเค• โ–เคซเฅเคฐเฅ€ เคก เคฎเคจ โ–เค…เคฎเฅ‡เคฐเคฟเค•เคพ โ–เค•เฅ‡ ... (+19 more)` | 29 |
| 16k | `โ–เคœเฅ‡เคฐ เฅ‹เคฎ โ–เค‡เคธ เคพเค• โ–เคซเฅเคฐเฅ€ เคก เคฎเคจ โ–เค…เคฎเฅ‡เคฐเคฟเค•เคพ โ–เค•เฅ‡ โ–เคชเฅเคฐเคธเคฟ ... (+17 more)` | 27 |
| 32k | `โ–เคœเฅ‡เคฐ เฅ‹เคฎ โ–เค‡เคธ เคพเค• โ–เคซเฅเคฐเฅ€ เคก เคฎเคจ โ–เค…เคฎเฅ‡เคฐเคฟเค•เคพ โ–เค•เฅ‡ โ–เคชเฅเคฐเคธเคฟเคฆเฅเคฆ ... (+16 more)` | 26 |
| 64k | `โ–เคœเฅ‡เคฐเฅ‹เคฎ โ–เค‡เคธเคพเค• โ–เคซเฅเคฐเฅ€ เคก เคฎเคจ โ–เค…เคฎเฅ‡เคฐเคฟเค•เคพ โ–เค•เฅ‡ โ–เคชเฅเคฐเคธเคฟเคฆเฅเคฆ โ–เคตเฅˆเคœเฅเคžเคพเคจเคฟเค• โ–เคนเฅˆเค‚ ... (+14 more)` | 24 |
**Sample 2:** `เคฎเคตเฅˆเคฏเคพ เคนเค‚เคกเคฟเคฏเคพ, เค‡เคฒเคพเคนเคพเคฌเคพเคฆ, เค‰เคคเฅเคคเคฐ เคชเฅเคฐเคฆเฅ‡เคถ เคธเฅเคฅเคฟเคค เคเค• เค—เคพเคเคต เคนเฅˆเฅค เคญเฅ‚เค—เฅ‹เคฒ เคœเคจเคธเคพเค‚เค–เฅเคฏเคฟเค•เฅ€ เคฏเคพเคคเคพเคฏเคพเคค...`
| Vocab | Tokens | Count |
|-------|--------|-------|
| 8k | `โ–เคฎ เคตเฅˆ เคฏเคพ โ–เคนเค‚เคกเคฟเคฏเคพ , โ–เค‡เคฒเคพเคนเคพเคฌเคพเคฆ , โ–เค‰เคคเฅเคคเคฐ โ–เคชเฅเคฐเคฆเฅ‡เคถ โ–เคธเฅเคฅเคฟเคค ... (+16 more)` | 26 |
| 16k | `โ–เคฎ เคตเฅˆ เคฏเคพ โ–เคนเค‚เคกเคฟเคฏเคพ , โ–เค‡เคฒเคพเคนเคพเคฌเคพเคฆ , โ–เค‰เคคเฅเคคเคฐ โ–เคชเฅเคฐเคฆเฅ‡เคถ โ–เคธเฅเคฅเคฟเคค ... (+16 more)` | 26 |
| 32k | `โ–เคฎ เคตเฅˆเคฏเคพ โ–เคนเค‚เคกเคฟเคฏเคพ , โ–เค‡เคฒเคพเคนเคพเคฌเคพเคฆ , โ–เค‰เคคเฅเคคเคฐ โ–เคชเฅเคฐเคฆเฅ‡เคถ โ–เคธเฅเคฅเคฟเคค โ–เคเค• ... (+15 more)` | 25 |
| 64k | `โ–เคฎ เคตเฅˆเคฏเคพ โ–เคนเค‚เคกเคฟเคฏเคพ , โ–เค‡เคฒเคพเคนเคพเคฌเคพเคฆ , โ–เค‰เคคเฅเคคเคฐ โ–เคชเฅเคฐเคฆเฅ‡เคถ โ–เคธเฅเคฅเคฟเคค โ–เคเค• ... (+15 more)` | 25 |
**Sample 3:** `เคฎเคพเคงเคตเฅ€ เคนเคฟเคจเฅเคฆเฅ€ เคซเคฟเคฒเฅเคฎเฅ‹เค‚ เค•เฅ€ เคเค• เคชเฅเคฐเคธเคฟเคฆเฅเคง เค…เคญเคฟเคจเฅ‡เคคเฅเคฐเฅ€ เคนเฅˆเค‚เฅค เคตเฅเคฏเค•เฅเคคเคฟเค—เคค เคœเฅ€เคตเคจ เคซเคฟเคฒเฅเคฎเฅ€ เคธเคซเคฐ เคชเฅเคฐ...`
| Vocab | Tokens | Count |
|-------|--------|-------|
| 8k | `โ–เคฎเคพเคง เคตเฅ€ โ–เคนเคฟเคจเฅเคฆเฅ€ โ–เคซเคฟเคฒเฅเคฎเฅ‹เค‚ โ–เค•เฅ€ โ–เคเค• โ–เคชเฅเคฐเคธเคฟเคฆเฅเคง โ–เค…เคญเคฟเคจเฅ‡เคคเฅเคฐเฅ€ โ–เคนเฅˆเค‚ เฅค ... (+14 more)` | 24 |
| 16k | `โ–เคฎเคพเคง เคตเฅ€ โ–เคนเคฟเคจเฅเคฆเฅ€ โ–เคซเคฟเคฒเฅเคฎเฅ‹เค‚ โ–เค•เฅ€ โ–เคเค• โ–เคชเฅเคฐเคธเคฟเคฆเฅเคง โ–เค…เคญเคฟเคจเฅ‡เคคเฅเคฐเฅ€ โ–เคนเฅˆเค‚ เฅค ... (+12 more)` | 22 |
| 32k | `โ–เคฎเคพเคงเคตเฅ€ โ–เคนเคฟเคจเฅเคฆเฅ€ โ–เคซเคฟเคฒเฅเคฎเฅ‹เค‚ โ–เค•เฅ€ โ–เคเค• โ–เคชเฅเคฐเคธเคฟเคฆเฅเคง โ–เค…เคญเคฟเคจเฅ‡เคคเฅเคฐเฅ€ โ–เคนเฅˆเค‚ เฅค โ–เคตเฅเคฏเค•เฅเคคเคฟเค—เคค ... (+11 more)` | 21 |
| 64k | `โ–เคฎเคพเคงเคตเฅ€ โ–เคนเคฟเคจเฅเคฆเฅ€ โ–เคซเคฟเคฒเฅเคฎเฅ‹เค‚ โ–เค•เฅ€ โ–เคเค• โ–เคชเฅเคฐเคธเคฟเคฆเฅเคง โ–เค…เคญเคฟเคจเฅ‡เคคเฅเคฐเฅ€ โ–เคนเฅˆเค‚ เฅค โ–เคตเฅเคฏเค•เฅเคคเคฟเค—เคค ... (+11 more)` | 21 |
### Key Findings
- **Best Compression:** 64k achieves 4.250x compression
- **Lowest UNK Rate:** 8k with 0.0604% unknown tokens
- **Trade-off:** Larger vocabularies improve compression but increase model size
- **Recommendation:** 32k vocabulary provides optimal balance for production use
---
## 2. N-gram Model Evaluation
![N-gram Perplexity](visualizations/ngram_perplexity.png)
![N-gram Unique](visualizations/ngram_unique.png)
![N-gram Coverage](visualizations/ngram_coverage.png)
### Results
| N-gram | Variant | Perplexity | Entropy | Unique N-grams | Top-100 Coverage | Top-1000 Coverage |
|--------|---------|------------|---------|----------------|------------------|-------------------|
| **2-gram** | Word | 99,591 | 16.60 | 936,439 | 10.1% | 23.9% |
| **2-gram** | Subword | 2,241 ๐Ÿ† | 11.13 | 158,282 | 38.5% | 70.6% |
| **3-gram** | Word | 399,267 | 18.61 | 1,969,797 | 5.9% | 14.2% |
| **3-gram** | Subword | 22,500 | 14.46 | 933,655 | 15.0% | 35.5% |
| **4-gram** | Word | 884,119 | 19.75 | 3,325,655 | 5.2% | 12.2% |
| **4-gram** | Subword | 140,402 | 17.10 | 4,229,461 | 7.4% | 21.2% |
| **5-gram** | Word | 517,438 | 18.98 | 2,208,715 | 8.0% | 17.2% |
| **5-gram** | Subword | 516,632 | 18.98 | 8,451,936 | 4.4% | 13.2% |
### Top 5 N-grams by Size
**2-grams (Word):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เค•เฅ‡ เคฒเคฟเค` | 298,043 |
| 2 | `เคœเคพเคคเคพ เคนเฅˆ` | 144,432 |
| 3 | `เคฐเฅ‚เคช เคฎเฅ‡เค‚` | 130,790 |
| 4 | `เค•เฅ‡ เคฐเฅ‚เคช` | 124,867 |
| 5 | `เค•เฅ‡ เคธเคพเคฅ` | 119,967 |
**3-grams (Word):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เค•เฅ‡ เคฐเฅ‚เคช เคฎเฅ‡เค‚` | 123,170 |
| 2 | `เค‡เคจเฅเคนเฅ‡เค‚ เคญเฅ€ เคฆเฅ‡เค–เฅ‡เค‚` | 48,061 |
| 3 | `เค•เคฐเคจเฅ‡ เค•เฅ‡ เคฒเคฟเค` | 45,421 |
| 4 | `เค•เคฟเคฏเคพ เคœเคพเคคเคพ เคนเฅˆ` | 36,326 |
| 5 | `เค•เคฟเคฏเคพ เค—เคฏเคพ เคฅเคพ` | 35,930 |
**4-grams (Word):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เค•เคพ เคเค• เค—เคพเคเคต เคนเฅˆ` | 19,177 |
| 2 | `เคนเฅˆ เค‡เคจเฅเคนเฅ‡เค‚ เคญเฅ€ เคฆเฅ‡เค–เฅ‡เค‚` | 16,636 |
| 3 | `เคœเคฟเคฒเฅ‡ เค•เคพ เคเค• เค—เคพเคเคต` | 14,515 |
| 4 | `เคธเคฐเค•เคพเคฐ เค•เคพ เค†เคงเคฟเค•เคพเคฐเคฟเค• เคœเคพเคฒเคชเฅƒเคทเฅเค ` | 12,365 |
| 5 | `เคญเคพเคฐเคค เคธเคฐเค•เคพเคฐ เค•เฅ‡ เค†เคงเคฟเค•เคพเคฐเคฟเค•` | 12,363 |
**5-grams (Word):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เคœเคฟเคฒเฅ‡ เค•เคพ เคเค• เค—เคพเคเคต เคนเฅˆ` | 14,430 |
| 2 | `เคธเคฐเค•เคพเคฐ เค•เฅ‡ เค†เคงเคฟเค•เคพเคฐเคฟเค• เคชเฅ‹เคฐเฅเคŸเคฒ เคชเคฐ` | 12,360 |
| 3 | `เคญเคพเคฐเคค เคธเคฐเค•เคพเคฐ เค•เฅ‡ เค†เคงเคฟเค•เคพเคฐเคฟเค• เคชเฅ‹เคฐเฅเคŸเคฒ` | 12,359 |
| 4 | `เค‰เคคเฅเคคเคฐเคพเค–เคฃเฅเคก เคธเคฐเค•เคพเคฐ เค•เคพ เค†เคงเคฟเค•เคพเคฐเคฟเค• เคœเคพเคฒเคชเฅƒเคทเฅเค ` | 10,606 |
| 5 | `เคฎเฅ‡เค‚ เคตเคฟเคธเฅเคคเฅƒเคค เคเคตเค‚ เคชเฅเคฐเคพเคฎเคพเคฃเคฟเค• เคœเคพเคจเค•เคพเคฐเฅ€` | 10,604 |
**2-grams (Subword):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เคฐ _` | 3,514,012 |
| 2 | `เค•เฅ‡ _` | 2,568,356 |
| 3 | `_ เค•เฅ‡` | 2,390,034 |
| 4 | `, _` | 1,985,295 |
| 5 | `เคจ _` | 1,962,003 |
**3-grams (Subword):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `_ เค•เฅ‡ _` | 2,311,181 |
| 2 | `_ เคฎเฅ‡เค‚ _` | 1,613,203 |
| 3 | `_ เค•เฅ€ _` | 1,000,357 |
| 4 | `เค” เคฐ _` | 977,524 |
| 5 | `_ เค” เคฐ` | 976,951 |
**4-grams (Subword):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `_ เค” เคฐ _` | 973,900 |
| 2 | `_ เคนเฅˆ เฅค _` | 728,766 |
| 3 | `_ เค เค• _` | 550,979 |
| 4 | `_ เคช เคฐ _` | 374,271 |
| 5 | `_ เค•เฅ‡ _ เคฒเคฟ` | 322,541 |
**5-grams (Subword):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `_ เค•เฅ‡ _ เคฒเคฟ เค` | 298,051 |
| 2 | `เค•เฅ‡ _ เคฒเคฟ เค _` | 290,034 |
| 3 | `เคคเคพ _ เคนเฅˆ เฅค _` | 229,566 |
| 4 | `_ เค• เคฐ เคจเฅ‡ _` | 156,232 |
| 5 | `_ เคœเคพ เคคเคพ _ เคนเฅˆ` | 144,571 |
### Key Findings
- **Best Perplexity:** 2-gram (subword) with 2,241
- **Entropy Trend:** Decreases with larger n-grams (more predictable)
- **Coverage:** Top-1000 patterns cover ~13% of corpus
- **Recommendation:** 4-gram or 5-gram for best predictive performance
---
## 3. Markov Chain Evaluation
![Markov Entropy](visualizations/markov_entropy.png)
![Markov Contexts](visualizations/markov_contexts.png)
![Markov Branching](visualizations/markov_branching.png)
### Results
| Context | Variant | Avg Entropy | Perplexity | Branching Factor | Unique Contexts | Predictability |
|---------|---------|-------------|------------|------------------|-----------------|----------------|
| **1** | Word | 0.7477 | 1.679 | 9.12 | 1,271,248 | 25.2% |
| **1** | Subword | 0.8713 | 1.829 | 13.88 | 36,229 | 12.9% |
| **2** | Word | 0.3806 | 1.302 | 2.43 | 11,582,358 | 61.9% |
| **2** | Subword | 0.6086 | 1.525 | 5.14 | 502,605 | 39.1% |
| **3** | Word | 0.1696 | 1.125 | 1.40 | 28,143,624 | 83.0% |
| **3** | Subword | 0.5073 | 1.421 | 3.65 | 2,584,793 | 49.3% |
| **4** | Word | 0.0689 ๐Ÿ† | 1.049 | 1.13 | 39,392,974 | 93.1% |
| **4** | Subword | 0.4131 | 1.331 | 2.43 | 9,433,636 | 58.7% |
### Generated Text Samples (Word-based)
Below are text samples generated from each word-based Markov chain model:
**Context Size 1:**
1. `เค•เฅ‡ เคชเฅเคฐเคฏเคพเคธเฅ‹เค‚ เค•เฅ‡ เคฌเคพเคฆ เค—เฅˆเคจเฅเคกเฅˆเคฒเฅเคซเคผ เค•เฅ‡ เคธเคพเคฅ เคธเฅเคฅเค—เคฟเคค เค•เคฐ เคธเคญเคฟเค•เฅ‹ เค…เคšเค‚เคญเฅ‡ เคฎเฅ‡เค‚ เคคเคฐเฅเค• เค•เฅ‡ เคจเค เคธเฅเคฅเคพเคชเคฟเคค`
2. `เคฎเฅ‡เค‚ เคœเฅ€เคช เคตเฅˆเคจ เคœเคผเคพเค‚เคกเฅเคŸ เคเค‚เคก เคซเคผเฅเคฐเฅˆเค‚เคธเคฟเคธ เคจเฅเคฏเฅ‚เคฏเฅ‰เคฐเฅเค• เคŸเคพเค‡เคฎเฅเคธ 10 เคธเฅ‡ เคธเคฎเคเคจเคพ เคฒเฅ‹เค—เฅ‹เค‚ เค•เฅ‹ เคชเฅเคฒเคฟเคธ เคจเฅ‡ เคธเค•เฅเคฐเคฟเคฏ`
3. `เคนเฅˆ เคฒเฅ‡เคจเคพเคฐเฅเคŸ เค•เฅ‡ เคธเคพเคฅ เคœเคพเคฐเฅ€ เค•เฅ€ เค–เฅ‡เคคเฅ€ เคถเฅเคฐเคฎ เคฌเคพเคœเคพเคฐ เคฎเฅ‡เค‚ เคœเฅ‡เคฎเคธเฅเคŸเฅ‹เคจเฅเคธ เคฌเฅเคฐเฅเคจเฅเคธเคตเคฟเค• เคถเคพเคฎเคฟเคฒ เคนเฅ‹ เคœเคพเคคเคพ เคนเฅˆ`
**Context Size 2:**
1. `เค•เฅ‡ เคฒเคฟเค เคตเคพเคคเฅเคธเฅเคฏเคพเคฏเคจ เคจเฅ‡ เค•เคตเคฟเคคเคพ เค”เคฐ เคจเคˆ เคตเคฟเคถเฅเคต เคตเฅเคฏเคตเคธเฅเคฅเคพ เคฌเคจเคพเคจเฅ‡ เค•เฅ€ เคธเค–เฅเคค เคœเคฐเฅ‚เคฐเคค เคฅเฅ€ 24 เคซเคฐเคตเคฐเฅ€ เคนเคฟเคจเฅเคฆเฅ€`
2. `เคœเคพเคคเคพ เคนเฅˆ เค•เคพเคฐเคฃ เคฏเคน เคฅเคพ เค•เคฟ เคœเคฟเคจ เคคเคธเฅเคตเฅ€เคฐเฅ‹เค‚ เคฎเฅ‡เค‚ เคฎเค‚เคฆเคฟเคฐ เค•เฅ‡ เคฌเค—เคฒ เคฎเฅ‡เค‚ เคฆเฅ‡เค–เฅ‡ เคฌเคฟเคจเคพ เค‡เคธ เค˜เฅ‹เคทเคฃเคพ`
3. `เคฐเฅ‚เคช เคฎเฅ‡เค‚ เคœเคฟเคจ เคฎเฅ‡เค‚ เคชเคพเค‡เคฅเคพเค—เฅ‹เคฐเคธ เคชเคนเคฒเคพ เคตเฅเคฏเค•เฅเคคเคฟ เคนเฅˆ เคœเฅ‹ เคตเคพเคธเฅเคคเคตเคฟเค•เคคเคพ เคชเคฐ เค•เคฎ เคธเฅ‡ เค•เคฎ เค•เคฎเคพเคจเฅ‡ เคตเคพเคฒเฅ‡ เคธเคฆเคธเฅเคฏเฅ‹เค‚`
**Context Size 3:**
1. `เค•เฅ‡ เคฐเฅ‚เคช เคฎเฅ‡เค‚ เคนเฅ‰เคฒเฅ€เคตเฅเคก เค•เฅ‡ เคชเฅ‡เคถเฅ‡เคตเคฐ เคฒเฅ‹เค—เฅ‹เค‚ เค•เฅ‡ เคฒเคฟเค เค‰เคšเคฟเคค เคตเค•เฅเคค เค•เคพ เค‡เค‚เคคเคœเคพเคฐ เค•เคฐเคจเฅ‡ เคฒเค—เฅ‡ เค‰เคธเฅ‡ เคฎเคพเคฐเคจเฅ‡ เค•เฅ‡`
2. `เค‡เคจเฅเคนเฅ‡เค‚ เคญเฅ€ เคฆเฅ‡เค–เฅ‡เค‚ เค‰เคคเฅเคคเคฐเคพเค–เคฃเฅเคก เค•เฅ‡ เคœเคฟเคฒเฅ‡ เค‰เคคเฅเคคเคฐเคพเค–เคฃเฅเคก เค•เฅ‡ เคจเค—เคฐ เค•เฅเคฎเคพเคŠเค เคฎเคฃเฅเคกเคฒ เค—เคขเคผเคตเคพเคฒ เคฎเคฃเฅเคกเคฒ เคฌเคพเคนเคฐเฅ€ เค•เคกเคผเคฟเคฏเคพเค เค‰เคคเฅเคคเคฐเคพเค–...`
3. `เค•เคฐเคจเฅ‡ เค•เฅ‡ เคฒเคฟเค เคธเคฐเค•เคพเคฐ เคฆเฅเคตเคพเคฐเคพ เค•เฅ‹เคˆ เคตเคฟเคคเฅเคคเฅ€เคฏ เคธเคนเคพเคฏเคคเคพ เคชเฅเคฐเคพเคชเฅเคค เคนเฅเคˆ เคฅเฅ€ เค‰เคจเฅเคนเฅ‹เค‚เคจเฅ‡ 14 เคซเคฐเคตเคฐเฅ€ เค•เฅ‹ เคตเคฟเคœเคฏ เคนเคœเคพเคฐเฅ‡ เคŸเฅเคฐเฅ‰เคซเฅ€`
**Context Size 4:**
1. `เค•เคพ เคเค• เค—เคพเคเคต เคนเฅˆ เคฌเคพเคนเคฐเฅ€ เค•เคกเคผเคฟเคฏเคพเค เค›เคคเฅเคคเฅ€เคธเค—เคขเคผ เคธเคพเค‚เคธเฅเค•เฅƒเคคเคฟเค• เค›เคคเฅเคคเฅ€เคธเค—เคข เคœเคจเคœเคพเคคเคฟเคฏเคพเค‚ เค•เคฒเคพ เค–เฅ‡เคฒ เค—เฅ‹เค  เคธเคคเคจเคพเคฎ เคชเค‚เคฅ เค›เคคเฅเคคเฅ€เคธเค—เคขเคผ ...`
2. `เคนเฅˆ เค‡เคจเฅเคนเฅ‡เค‚ เคญเฅ€ เคฆเฅ‡เค–เฅ‡เค‚ เค‰เคคเฅเคคเคฐเคพเค–เคฃเฅเคก เค•เฅ‡ เคœเคฟเคฒเฅ‡ เค‰เคคเฅเคคเคฐเคพเค–เคฃเฅเคก เค•เฅ‡ เคจเค—เคฐ เค•เฅเคฎเคพเคŠเค เคฎเคฃเฅเคกเคฒ เค—เคขเคผเคตเคพเคฒ เคฎเคฃเฅเคกเคฒ เคฌเคพเคนเคฐเฅ€ เค•เคกเคผเคฟเคฏเคพเค เค‰เคคเฅเคค...`
3. `เคœเคฟเคฒเฅ‡ เค•เคพ เคเค• เค—เคพเคเคต เคนเฅˆ เคฌเคพเคนเคฐเฅ€ เค•เคกเคผเคฟเคฏเคพเค เค›เคคเฅเคคเฅ€เคธเค—เคขเคผ เคธเคพเค‚เคธเฅเค•เฅƒเคคเคฟเค• เค›เคคเฅเคคเฅ€เคธเค—เคข เคœเคจเคœเคพเคคเคฟเคฏเคพเค‚ เค•เคฒเคพ เค–เฅ‡เคฒ เค—เฅ‹เค  เคธเคคเคจเคพเคฎ เคชเค‚เคฅ เค›เคคเฅเคคเฅ€...`
### Generated Text Samples (Subword-based)
Below are text samples generated from each subword-based Markov chain model:
**Context Size 1:**
1. `_เค•เฅ‡_เค•เคพ_เค‡เคจเฅเคนเฅ‡เค‚_เค•เฅ€_เคฆเคฟเคฐเฅ‹เค‚_เคฆเคฎเคพเคจเฅ‡`
2. `เคฐ_เค…เคตเคฒ_เคตเคฟเคงเคพเคจเฅ€_เคตเคฐเฅเคท_เคตเคฟเคถเฅเคฒเฅ‡เคท`
3. `เค•_เค†เค‚เค•เคฒเคพเคฒเค•เคพ_เค‰เค—เคพเคต_เคจเฅ‡เค—เคฟเคธเฅเคคเคพเคจเฅ€`
**Context Size 2:**
1. `เคฐ_เคจเฅ‡_เค•เฅ‡_เคฎเค‚เคฆเคฟเคฐ_เคฎเคนเคพเคตเคฟเคฆเฅเคฏเคพเคฒเคฏ_`
2. `เค•เฅ‡_เคฒเคฟเค–เคจเฅ‡_เคฎเฅ‡เค‚_เค‡เคธเฅ‡_เค•เคฟ_เคซเคผเคฟเคฒเฅเคฎ_เคนเฅˆ`
3. `_เค•เฅ‡_เคชเฅŒเคกเคผเฅ€_เค•เคพ_เค•เฅเค“เคฎเคฟเค•_เคฐเคนเคจเฅ‡_`
**Context Size 3:**
1. `_เค•เฅ‡_เคฌเคพเคฆ_เคตเฅ€เค•เฅ‡เค‚เคก_เค‡เค‚เคกเฅ‹เคจเฅ‡เคถเคฟเคฏเคพ_เค•เฅ‹เคฐ`
2. `_เคฎเฅ‡เค‚_52_เคจเคตเค‚เคฌเคฐ_เคฆเคฟเค_เค—เคเฅค_`
3. `_เค•เฅ€_เคฎเคพเค‚เค—_เค•เฅ€_เค•เฅเค›_เคฆเฅ‡เคถเฅ‹เค‚_เคฎเฅ‡เค‚_เคถเคพเคฎเคฟ`
**Context Size 4:**
1. `_เค”เคฐ_เคฏเฅเค—_เค•เฅ‡_เค‰เคคเฅเคคเคฐเคพเค–เคฃเฅเคก_เคฐเคพเคœเฅเคฏ_เค‰`
2. `_เคนเฅˆเฅค_เค•เคพเคฏเคพเค•เฅ‹_เค•เคพ_เคชเคฐเคฟเคคเฅเคฏเคพเค—_เค•เคฐเคคเฅ€_`
3. `_เคเค•_เค—เคพเคเคต_เคนเฅˆเฅค_เคธเฅ‚เคคเฅเคฐ_เคจเคนเฅ€เค‚_เคฆเฅ‡เคคเคพ_`
### Key Findings
- **Best Predictability:** Context-4 (word) with 93.1% predictability
- **Branching Factor:** Decreases with context size (more deterministic)
- **Memory Trade-off:** Larger contexts require more storage (9,433,636 contexts)
- **Recommendation:** Context-3 or Context-4 for text generation
---
## 4. Vocabulary Analysis
![Zipf's Law](visualizations/zipf_law.png)
![Top Words](visualizations/top20_words.png)
![Coverage Curve](visualizations/vocab_coverage.png)
### Statistics
| Metric | Value |
|--------|-------|
| Vocabulary Size | 503,387 |
| Total Tokens | 51,225,358 |
| Mean Frequency | 101.76 |
| Median Frequency | 4 |
| Frequency Std Dev | 5660.20 |
### Most Common Words
| Rank | Word | Frequency |
|------|------|-----------|
| 1 | เค•เฅ‡ | 2,319,434 |
| 2 | เคฎเฅ‡เค‚ | 1,706,170 |
| 3 | เคนเฅˆ | 1,377,542 |
| 4 | เค•เฅ€ | 1,046,592 |
| 5 | เค”เคฐ | 978,950 |
| 6 | เคธเฅ‡ | 789,677 |
| 7 | เค•เคพ | 776,115 |
| 8 | เค•เฅ‹ | 650,931 |
| 9 | เคเค• | 563,314 |
| 10 | เคนเฅˆเค‚ | 479,404 |
### Least Common Words (from vocabulary)
| Rank | Word | Frequency |
|------|------|-----------|
| 1 | เคคเคฐเฅ‰เคฐเฅ€ | 2 |
| 2 | เค—เคผเฅŒเคฐเฅ€เคฆ | 2 |
| 3 | เค“เค•เคนเคฐเฅเคธเฅเคŸ | 2 |
| 4 | เค“เคตเคฐเคกเฅ‡เคตเคฒเคชเคฎเฅ‡เค‚เคŸ | 2 |
| 5 | เคฎเคฟเคธเฅเค•เฅˆเคตเฅ‡เคœ | 2 |
| 6 | เคœเคผเคพเคฒเฅเคธเฅเค•เฅ€ | 2 |
| 7 | aita | 2 |
| 8 | เคธเฅ‚เคฐเคœเคจเคธเคฟเค‚เคน | 2 |
| 9 | เคฆเฅ€เคตเคพเคจเคฌเค—เฅ€ | 2 |
| 10 | เค†เคถเฅ‡เค• | 2 |
### Zipf's Law Analysis
| Metric | Value |
|--------|-------|
| Zipf Coefficient | 1.0969 |
| Rยฒ (Goodness of Fit) | 0.991607 |
| Adherence Quality | **excellent** |
### Coverage Analysis
| Top N Words | Coverage |
|-------------|----------|
| Top 100 | 39.0% |
| Top 1,000 | 63.2% |
| Top 5,000 | 80.3% |
| Top 10,000 | 86.1% |
### Key Findings
- **Zipf Compliance:** Rยฒ=0.9916 indicates excellent adherence to Zipf's law
- **High Frequency Dominance:** Top 100 words cover 39.0% of corpus
- **Long Tail:** 493,387 words needed for remaining 13.9% coverage
---
## 5. Word Embeddings Evaluation
![Embedding Isotropy](visualizations/embedding_isotropy.png)
![Similarity Matrix](visualizations/embedding_similarity.png)
![t-SNE Words](visualizations/tsne_words.png)
![t-SNE Sentences](visualizations/tsne_sentences.png)
### 5.1 Cross-Lingual Alignment
![Alignment Quality](visualizations/embedding_alignment_quality.png)
![Multilingual t-SNE](visualizations/embedding_tsne_multilingual.png)
### 5.2 Model Comparison
| Model | Dimension | Isotropy | Semantic Density | Alignment R@1 | Alignment R@10 |
|-------|-----------|----------|------------------|---------------|----------------|
| **mono_32d** | 32 | 0.8141 | 0.3993 | N/A | N/A |
| **mono_64d** | 64 | 0.7949 | 0.3123 | N/A | N/A |
| **mono_128d** | 128 | 0.7461 | 0.2670 | N/A | N/A |
| **aligned_32d** | 32 | 0.8141 ๐Ÿ† | 0.3944 | 0.0840 | 0.4400 |
| **aligned_64d** | 64 | 0.7949 | 0.3145 | 0.2320 | 0.5660 |
| **aligned_128d** | 128 | 0.7461 | 0.2559 | 0.2760 | 0.6860 |
### Key Findings
- **Best Isotropy:** aligned_32d with 0.8141 (more uniform distribution)
- **Semantic Density:** Average pairwise similarity of 0.3239. Lower values indicate better semantic separation.
- **Alignment Quality:** Aligned models achieve up to 27.6% R@1 in cross-lingual retrieval.
- **Recommendation:** 128d aligned for best cross-lingual performance
---
## 6. Morphological Analysis (Experimental)
This section presents an automated morphological analysis derived from the statistical divergence between word-level and subword-level models. By analyzing where subword predictability spikes and where word-level coverage fails, we can infer linguistic structures without supervised data.
### 6.1 Productivity & Complexity
| Metric | Value | Interpretation | Recommendation |
|--------|-------|----------------|----------------|
| Productivity Index | **5.000** | High morphological productivity | Reliable analysis |
| Idiomaticity Gap | **0.307** | High formulaic/idiomatic content | - |
### 6.2 Affix Inventory (Productive Units)
These are the most productive prefixes and suffixes identified by sampling the vocabulary for global substitutability patterns. A unit is considered an affix if stripping it leaves a valid stem that appears in other contexts.
#### Productive Prefixes
| Prefix | Examples |
|--------|----------|
| `-เคธ` | เคธเฅเคจเคพ, เคธเคฟเคธเฅเคธเฅ, เคธเฅเคจเฅ‡เคนเคญเคฐเฅ‡ |
| `-เค•` | เค•เคฐเคคเคพเคฐเฅ€, เค•เฅ‹เคฌเคฟเคคเคพ, เค•เฅเคฒเคฟเคซเคซเฅ‹เคฐเฅเคก |
| `-เคฎ` | เคฎเคพเคฌเฅˆเคจ, เคฎเค–เฅ€เคœเคพ, เคฎเคนเคพเคฐเคพเคจเคพ |
| `-เคฌ` | เคฌเคพเค‡เคŸเฅ‹เค‚, เคฌเฅเคฐเฅ‡เคตเคนเคพเคฐเฅเคŸเฅเคธ, เคฌเฅเคฒเฅ‚เคนเฅ‹เคฒ |
| `-เคช` | เคชเคพเค‚เคกเคฟเค•เคพเคŸเฅเคŸ, เคชเคฐเฅเคฏเคตเฅ‡เค•เฅเคทเคฃเฅ€เคฏ, เคชเฅเคฐเคธเคจเฅเคจเคคเคพเคชเฅ‚เคตเคฐเฅเค• |
| `-เค…` | เค…เคนเคฎเคฆเค—เคฐ, เค…เคฐเฅเค—เคฒเคพ, เค…เค‚เคœเฅเคฒ |
| `-เคฐ` | เคฐเค—เคคเคฟ, เคฐเคพเค เฅŒเคฐเฅ‹เค‚, เคฐเคคเคจเค—เคก |
| `-เคœ` | เคœเฅ€เคชเฅเคธ, เคœเคšเฅเคšเคจเฅเคงเคตเค—เฅเค—เฅ‹, เคœเคตเคนเคพเคฐ |
#### Productive Suffixes
| Suffix | Examples |
|--------|----------|
| `-เคจ` | เค—เฅ‡เคฒเคธเคพเคจ, เคฎเคพเคฌเฅˆเคจ, เค—เคฎเคญเคจ |
| `-เคฐ` | เคกเคพเค‡เคฌเคฐ, เคจเคฏเคพเคจเค—เคฐ, เคฆเค–เคฐ |
| `-เคธ` | เคœเฅ€เคชเฅเคธ, เคฌเฅเคฐเฅ‡เคตเคนเคพเคฐเฅเคŸเฅเคธ, เคจเฅ‰เคฎเคฟเคจเฅ‡เคถเค‚เคธ |
| `-s` | siblings, sheriffs, hieroglyphics |
| `-เค•` | เคจเค–เคšเค‚เคฆเฅเคฐเค•, เคชเฅเคฐเคธเคจเฅเคจเคคเคพเคชเฅ‚เคตเคฐเฅเค•, เคฌเคพเคนเฅเคฌเค‚เคงเค• |
| `-เคฒ` | เคจเฅŒเคŸเคฟเคฏเคพเคฒ, เคฌเฅเคฒเฅ‚เคนเฅ‹เคฒ, เค†เคตเคฐเฅเคคเค•เคพเคฒ |
| `-เคค` | เคฆเฅเคตเคฟเคชเคฐเคค, เค•เฅเคค, เค‘เคธเฅเคŸเฅเคฐเฅ‡เคฒเคฟเคฏเคพเคญเคพเคฐเคค |
| `-เคŸ` | เคชเคพเค‚เคกเคฟเค•เคพเคŸเฅเคŸ, เคเค—เฅเคฐเฅ€เคฎเฅ‡เค‚เคŸ, เคฏเฅ‚เคฐเฅ‹เคธเฅ‡เค‚เคŸ |
### 6.3 Bound Stems (Lexical Roots)
Bound stems are high-frequency subword units that are semantically cohesive but rarely appear as standalone words. These often correspond to the 'core' of a word that requires inflection or derivation to be valid.
| Stem | Cohesion | Substitutability | Examples |
|------|----------|------------------|----------|
| `nter` | 3.13x | 80 contexts | inter, enter, unter |
| `atio` | 3.06x | 61 contexts | patio, ation, ratio |
| `tion` | 2.97x | 67 contexts | tiong, ation, nation |
| `ctio` | 3.12x | 40 contexts | action, actions, section |
| `iona` | 3.07x | 26 contexts | ciona, fiona, acciona |
| `ubli` | 2.96x | 23 contexts | hubli, publiรฉ, public |
| `rpor` | 3.33x | 11 contexts | corpore, corpora, airport |
| `onal` | 3.05x | 11 contexts | tonal, monal, zonal |
| `guid` | 3.19x | 9 contexts | guide, guido, eguide |
### 6.4 Affix Compatibility (Co-occurrence)
This table shows which prefixes and suffixes most frequently co-occur on the same stems, revealing the 'stacking' rules of the language's morphology.
| Prefix | Suffix | Frequency | Examples |
|--------|--------|-----------|----------|
| `-เค•` | `-เคฐ` | 33 words | เค•เฅเค•เฅเค•เฅเคŸเฅ‡เคถเฅเคตเคฐ, เค•เค‚เคชเฅ‹เคœเคผเคฐ |
| `-เคธ` | `-เคธ` | 33 words | เคธเฅ‹เคซเฅเคฐเฅ‹เคจเคฟเคฏเคธ, เคธเคคเฅเคฏเคฆเคพเคธ |
| `-เคช` | `-เคธ` | 30 words | เคชเฅเคฐเฅ‹เคกเฅเค•เฅเคถเคจเฅเคธ, เคชเฅˆเคตเฅ‹เคจเคฟเคธ |
| `-เคฎ` | `-เคฐ` | 28 words | เคฎเคพเคทเฅเคŸเคฐ, เคฎเคŠเคฐเคพเคจเฅ€เคชเฅเคฐ |
| `-เคธ` | `-เคจ` | 27 words | เคธเฅ‡เค•เฅโ€เคถเคจ, เคธเฅ€เคธเฅเคคเคพเคจ |
| `-เคธ` | `-เคฐ` | 24 words | เคธเคพเคนเฅ‡เคฐ, เคธเฅ‚เคฐเฅเคฏเคตเฅ€เคฐ |
| `-เคช` | `-เคจ` | 24 words | เคชเคฐเคพเคงเฅ€เคจ, เคชเคฟเค•เคพเคฏเฅ‚เคจ |
| `-เคช` | `-เคค` | 23 words | เคชเคฟเคเคค, เคชเฅเคฐเฅ‹เค—เฅเคฐเคพเคฎเคฟเคค |
| `-เคธ` | `-เค•` | 23 words | เคธเฅŒเค‚เคฆเคฐเฅเคฏเคฌเฅ‹เคงเค•, เคธเคซเคฒเคคเคพเคฐเฅเคชเฅ‚เค• |
| `-เคต` | `-เคฐ` | 22 words | เคตเฅเคฐ, เคตเคฟเคœเฅเค•เค—เคตเคฐเฅเคจเคฐ |
### 6.5 Recursive Morpheme Segmentation
Using **Recursive Hierarchical Substitutability**, we decompose complex words into their constituent morphemes. This approach handles nested affixes (e.g., `prefix-prefix-root-suffix`).
| Word | Suggested Split | Confidence | Stem |
|------|-----------------|------------|------|
| เคธเค‚เค—เฅ€เคคเคจเคพเคŸเค• | **`เคธเค‚เค—เฅ€เคคเคจเคพ-เคŸ-เค•`** | 7.5 | `เคŸ` |
| เคธเคพเคนเคฟเคคเฅเคฏเค•เคฐ | **`เคธเคพเคนเคฟเคคเฅเคฏ-เค•-เคฐ`** | 7.5 | `เค•` |
| sanderson | **`sanders-on`** | 4.5 | `sanders` |
| hornbills | **`hornbill-s`** | 4.5 | `hornbill` |
| เคฎเฅˆเค—เคพเคŸเฅเคฐเฅ‰เคจเคธ | **`เคฎเฅˆเค—เคพเคŸเฅเคฐเฅ‰เคจ-เคธ`** | 4.5 | `เคฎเฅˆเค—เคพเคŸเฅเคฐเฅ‰เคจ` |
| เคœเคจเคธเคพเค‚เค–เฅเคฏเค•เฅ€เคฏ | **`เคœเคจเคธเคพเค‚เค–เฅเคฏเค•เฅ€-เคฏ`** | 4.5 | `เคœเคจเคธเคพเค‚เค–เฅเคฏเค•เฅ€` |
| เค‡เคจเฅเคซเฅเคฒเฅเคเค‚เคธเคธ | **`เค‡เคจเฅเคซเฅเคฒเฅเคเค‚เคธ-เคธ`** | 4.5 | `เค‡เคจเฅเคซเฅเคฒเฅเคเค‚เคธ` |
| รถsterreichs | **`รถsterreich-s`** | 4.5 | `รถsterreich` |
| เคฆเค•เฅเคทเคฟเคฃเคฎเคงเฅเคฏ | **`เคฆ-เค•-เฅเคทเคฟเคฃเคฎเคงเฅเคฏ`** | 4.5 | `เฅเคทเคฟเคฃเคฎเคงเฅเคฏ` |
| เค…เคฐเฅเคงเคธเฅ‚เคคเฅเคฐ | **`เค…-เคฐ-เฅเคงเคธเฅ‚เคคเฅเคฐ`** | 4.5 | `เฅเคงเคธเฅ‚เคคเฅเคฐ` |
| anatolian | **`anatoli-an`** | 4.5 | `anatoli` |
| responded | **`respond-ed`** | 4.5 | `respond` |
| paralympics | **`paralympic-s`** | 4.5 | `paralympic` |
| เค‰เคทเฅเคฎเคพเค—เคคเคฟเค• | **`เค‰เคทเฅเคฎเคพเค—เคคเคฟ-เค•`** | 4.5 | `เค‰เคทเฅเคฎเคพเค—เคคเคฟ` |
| เคเคœเฅ‡เค‚เคธเคฟเคฏเคพเค | **`เค-เคœ-เฅ‡เค‚เคธเคฟเคฏเคพเค`** | 4.5 | `เฅ‡เค‚เคธเคฟเคฏเคพเค` |
### 6.6 Linguistic Interpretation
> **Automated Insight:**
The language Hindi shows high morphological productivity. The subword models are significantly more efficient than word models, suggesting a rich system of affixation or compounding.
> **Note on Idiomaticity:** The high Idiomaticity Gap suggests a large number of frequent multi-word expressions or formulaic sequences that are statistically distinct from their component parts.
---
## 7. Summary & Recommendations
![Performance Dashboard](visualizations/performance_dashboard.png)
### Production Recommendations
| Component | Recommended | Rationale |
|-----------|-------------|-----------|
| Tokenizer | **64k BPE** | Best compression (4.25x) |
| N-gram | **2-gram** | Lowest perplexity (2,241) |
| Markov | **Context-4** | Highest predictability (93.1%) |
| Embeddings | **100d** | Balanced semantic capture and isotropy |
---
## Appendix: Metrics Glossary & Interpretation Guide
This section provides definitions, intuitions, and guidance for interpreting the metrics used throughout this report.
### Tokenizer Metrics
**Compression Ratio**
> *Definition:* The ratio of characters to tokens (chars/token). Measures how efficiently the tokenizer represents text.
>
> *Intuition:* Higher compression means fewer tokens needed to represent the same text, reducing sequence lengths for downstream models. A 3x compression means ~3 characters per token on average.
>
> *What to seek:* Higher is generally better for efficiency, but extremely high compression may indicate overly aggressive merging that loses morphological information.
**Average Token Length (Fertility)**
> *Definition:* Mean number of characters per token produced by the tokenizer.
>
> *Intuition:* Reflects the granularity of tokenization. Longer tokens capture more context but may struggle with rare words; shorter tokens are more flexible but increase sequence length.
>
> *What to seek:* Balance between 2-5 characters for most languages. Arabic/morphologically-rich languages may benefit from slightly longer tokens.
**Unknown Token Rate (OOV Rate)**
> *Definition:* Percentage of tokens that map to the unknown/UNK token, indicating words the tokenizer cannot represent.
>
> *Intuition:* Lower OOV means better vocabulary coverage. High OOV indicates the tokenizer encounters many unseen character sequences.
>
> *What to seek:* Below 1% is excellent; below 5% is acceptable. BPE tokenizers typically achieve very low OOV due to subword fallback.
### N-gram Model Metrics
**Perplexity**
> *Definition:* Measures how "surprised" the model is by test data. Mathematically: 2^(cross-entropy). Lower values indicate better prediction.
>
> *Intuition:* If perplexity is 100, the model is as uncertain as if choosing uniformly among 100 options at each step. A perplexity of 10 means effectively choosing among 10 equally likely options.
>
> *What to seek:* Lower is better. Perplexity decreases with larger n-grams (more context). Values vary widely by language and corpus size.
**Entropy**
> *Definition:* Average information content (in bits) needed to encode the next token given the context. Related to perplexity: perplexity = 2^entropy.
>
> *Intuition:* High entropy means high uncertainty/randomness; low entropy means predictable patterns. Natural language typically has entropy between 1-4 bits per character.
>
> *What to seek:* Lower entropy indicates more predictable text patterns. Entropy should decrease as n-gram size increases.
**Coverage (Top-K)**
> *Definition:* Percentage of corpus occurrences explained by the top K most frequent n-grams.
>
> *Intuition:* High coverage with few patterns indicates repetitive/formulaic text; low coverage suggests diverse vocabulary usage.
>
> *What to seek:* Depends on use case. For language modeling, moderate coverage (40-60% with top-1000) is typical for natural text.
### Markov Chain Metrics
**Average Entropy**
> *Definition:* Mean entropy across all contexts, measuring average uncertainty in next-word prediction.
>
> *Intuition:* Lower entropy means the model is more confident about what comes next. Context-1 has high entropy (many possible next words); Context-4 has low entropy (few likely continuations).
>
> *What to seek:* Decreasing entropy with larger context sizes. Very low entropy (<0.1) indicates highly deterministic transitions.
**Branching Factor**
> *Definition:* Average number of unique next tokens observed for each context.
>
> *Intuition:* High branching = many possible continuations (flexible but uncertain); low branching = few options (predictable but potentially repetitive).
>
> *What to seek:* Branching factor should decrease with context size. Values near 1.0 indicate nearly deterministic chains.
**Predictability**
> *Definition:* Derived metric: (1 - normalized_entropy) ร— 100%. Indicates how deterministic the model's predictions are.
>
> *Intuition:* 100% predictability means the next word is always certain; 0% means completely random. Real text falls between these extremes.
>
> *What to seek:* Higher predictability for text generation quality, but too high (>98%) may produce repetitive output.
### Vocabulary & Zipf's Law Metrics
**Zipf's Coefficient**
> *Definition:* The slope of the log-log plot of word frequency vs. rank. Zipf's law predicts this should be approximately -1.
>
> *Intuition:* A coefficient near -1 indicates the corpus follows natural language patterns where a few words are very common and most words are rare.
>
> *What to seek:* Values between -0.8 and -1.2 indicate healthy natural language distribution. Deviations may suggest domain-specific or artificial text.
**Rยฒ (Coefficient of Determination)**
> *Definition:* Measures how well the linear fit explains the frequency-rank relationship. Ranges from 0 to 1.
>
> *Intuition:* Rยฒ near 1.0 means the data closely follows Zipf's law; lower values indicate deviation from expected word frequency patterns.
>
> *What to seek:* Rยฒ > 0.95 is excellent; > 0.99 indicates near-perfect Zipf adherence typical of large natural corpora.
**Vocabulary Coverage**
> *Definition:* Cumulative percentage of corpus tokens accounted for by the top N words.
>
> *Intuition:* Shows how concentrated word usage is. If top-100 words cover 50% of text, the corpus relies heavily on common words.
>
> *What to seek:* Top-100 covering 30-50% is typical. Higher coverage indicates more repetitive text; lower suggests richer vocabulary.
### Word Embedding Metrics
**Isotropy**
> *Definition:* Measures how uniformly distributed vectors are in the embedding space. Computed as the ratio of minimum to maximum singular values.
>
> *Intuition:* High isotropy (near 1.0) means vectors spread evenly in all directions; low isotropy means vectors cluster in certain directions, reducing expressiveness.
>
> *What to seek:* Higher isotropy generally indicates better-quality embeddings. Values > 0.1 are reasonable; > 0.3 is good. Lower-dimensional embeddings tend to have higher isotropy.
**Average Norm**
> *Definition:* Mean magnitude (L2 norm) of word vectors in the embedding space.
>
> *Intuition:* Indicates the typical "length" of vectors. Consistent norms suggest stable training; high variance may indicate some words are undertrained.
>
> *What to seek:* Relatively consistent norms across models. The absolute value matters less than consistency (low std deviation).
**Cosine Similarity**
> *Definition:* Measures angular similarity between vectors, ranging from -1 (opposite) to 1 (identical direction).
>
> *Intuition:* Words with similar meanings should have high cosine similarity. This is the standard metric for semantic relatedness in embeddings.
>
> *What to seek:* Semantically related words should score > 0.5; unrelated words should be near 0. Synonyms often score > 0.7.
**t-SNE Visualization**
> *Definition:* t-Distributed Stochastic Neighbor Embedding - a dimensionality reduction technique that preserves local structure for visualization.
>
> *Intuition:* Clusters in t-SNE plots indicate groups of semantically related words. Spread indicates vocabulary diversity; tight clusters suggest semantic coherence.
>
> *What to seek:* Meaningful clusters (e.g., numbers together, verbs together). Avoid over-interpreting distances - t-SNE preserves local, not global, structure.
### General Interpretation Guidelines
1. **Compare within model families:** Metrics are most meaningful when comparing models of the same type (e.g., 8k vs 64k tokenizer).
2. **Consider trade-offs:** Better performance on one metric often comes at the cost of another (e.g., compression vs. OOV rate).
3. **Context matters:** Optimal values depend on downstream tasks. Text generation may prioritize different metrics than classification.
4. **Corpus influence:** All metrics are influenced by corpus characteristics. Wikipedia text differs from social media or literature.
5. **Language-specific patterns:** Morphologically rich languages (like Arabic) may show different optimal ranges than analytic languages.
### Visualizations Index
| Visualization | Description |
|---------------|-------------|
| Tokenizer Compression | Compression ratios by vocabulary size |
| Tokenizer Fertility | Average token length by vocabulary |
| Tokenizer OOV | Unknown token rates |
| Tokenizer Total Tokens | Total tokens by vocabulary |
| N-gram Perplexity | Perplexity by n-gram size |
| N-gram Entropy | Entropy by n-gram size |
| N-gram Coverage | Top pattern coverage |
| N-gram Unique | Unique n-gram counts |
| Markov Entropy | Entropy by context size |
| Markov Branching | Branching factor by context |
| Markov Contexts | Unique context counts |
| Zipf's Law | Frequency-rank distribution with fit |
| Vocab Frequency | Word frequency distribution |
| Top 20 Words | Most frequent words |
| Vocab Coverage | Cumulative coverage curve |
| Embedding Isotropy | Vector space uniformity |
| Embedding Norms | Vector magnitude distribution |
| Embedding Similarity | Word similarity heatmap |
| Nearest Neighbors | Similar words for key terms |
| t-SNE Words | 2D word embedding visualization |
| t-SNE Sentences | 2D sentence embedding visualization |
| Position Encoding | Encoding method comparison |
| Model Sizes | Storage requirements |
| Performance Dashboard | Comprehensive performance overview |
---
## About This Project
### Data Source
Models trained on [wikipedia-monthly](https://huggingface.co/datasets/omarkamali/wikipedia-monthly) - a monthly snapshot of Wikipedia articles across 300+ languages.
### Project
A project by **[Wikilangs](https://wikilangs.org)** - Open-source NLP models for every Wikipedia language.
### Maintainer
[Omar Kamali](https://omarkamali.com) - [Omneity Labs](https://omneitylabs.com)
### Citation
If you use these models in your research, please cite:
```bibtex
@misc{wikilangs2025,
author = {Kamali, Omar},
title = {Wikilangs: Open NLP Models for Wikipedia Languages},
year = {2025},
doi = {10.5281/zenodo.18073153},
publisher = {Zenodo},
url = {https://huggingface.co/wikilangs}
institution = {Omneity Labs}
}
```
### License
MIT License - Free for academic and commercial use.
### Links
- ๐ŸŒ Website: [wikilangs.org](https://wikilangs.org)
- ๐Ÿค— Models: [huggingface.co/wikilangs](https://huggingface.co/wikilangs)
- ๐Ÿ“Š Data: [wikipedia-monthly](https://huggingface.co/datasets/omarkamali/wikipedia-monthly)
- ๐Ÿ‘ค Author: [Omar Kamali](https://huggingface.co/omarkamali)
- ๐Ÿค Sponsor: [Featherless AI](https://featherless.ai)
---
*Generated by Wikilangs Models Pipeline*
*Report Date: 2026-01-10 08:17:37*