Western Armenian - Wikilangs Models
Comprehensive Research Report & Full Ablation Study
This repository contains NLP models trained and evaluated by Wikilangs, specifically on Western Armenian Wikipedia data. We analyze tokenizers, n-gram models, Markov chains, vocabulary statistics, and word embeddings.
📋 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
Analysis and Evaluation
- 1. Tokenizer Evaluation
- 2. N-gram Model Evaluation
- 3. Markov Chain Evaluation
- 4. Vocabulary Analysis
- 5. Word Embeddings Evaluation
- 6. Morphological Analysis (Experimental)
- 7. Summary & Recommendations
- Metrics Glossary
- Visualizations Index
1. Tokenizer Evaluation
Results
| Vocab Size | Compression | Avg Token Len | UNK Rate | Total Tokens |
|---|---|---|---|---|
| 8k | 3.186x | 3.19 | 0.2260% | 265,032 |
| 16k | 3.511x | 3.52 | 0.2491% | 240,461 |
| 32k | 3.812x | 3.82 | 0.2705% | 221,471 |
| 64k | 4.072x 🏆 | 4.08 | 0.2889% | 207,332 |
Tokenization Examples
Below are sample sentences tokenized with each vocabulary size:
Sample 1: թուական, ոչ նահանջ տարի, 17րդ դարու 89րդ տարին է Դէպքեր Ծնունդներ 16px 120px Մոն...
| Vocab | Tokens | Count |
|---|---|---|
| 8k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 7 րդ ... (+28 more) |
38 |
| 16k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 7 րդ ... (+27 more) |
37 |
| 32k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 7 րդ ... (+26 more) |
36 |
| 64k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 7 րդ ... (+26 more) |
36 |
Sample 2: թուական, ոչ նահանջ տարի, 17րդ դարու 69րդ տարին է Դէպքեր Անծանօթ ամսաթիւով՝ Օսման...
| Vocab | Tokens | Count |
|---|---|---|
| 8k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 7 րդ ... (+30 more) |
40 |
| 16k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 7 րդ ... (+27 more) |
37 |
| 32k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 7 րդ ... (+27 more) |
37 |
| 64k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 7 րդ ... (+26 more) |
36 |
Sample 3: թուական, ոչ նահանջ տարի, 16րդ դարու 70րդ տարին է Դէպքեր Ծնունդներ 16px 120px Սեպ...
| Vocab | Tokens | Count |
|---|---|---|
| 8k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 6 րդ ... (+33 more) |
43 |
| 16k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 6 րդ ... (+33 more) |
43 |
| 32k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 6 րդ ... (+32 more) |
42 |
| 64k | ▁թուական , ▁ոչ ▁նահանջ ▁տարի , ▁ 1 6 րդ ... (+30 more) |
40 |
Key Findings
- Best Compression: 64k achieves 4.072x compression
- Lowest UNK Rate: 8k with 0.2260% 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
Results
| N-gram | Variant | Perplexity | Entropy | Unique N-grams | Top-100 Coverage | Top-1000 Coverage |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2-gram | Word | 39,006 | 15.25 | 104,315 | 8.5% | 23.6% |
| 2-gram | Subword | 392 🏆 | 8.61 | 9,402 | 59.8% | 96.3% |
| 3-gram | Word | 62,599 | 15.93 | 104,125 | 4.4% | 14.0% |
| 3-gram | Subword | 3,216 | 11.65 | 76,613 | 26.7% | 64.9% |
| 4-gram | Word | 113,012 | 16.79 | 154,212 | 2.7% | 9.7% |
| 4-gram | Subword | 17,012 | 14.05 | 379,918 | 14.1% | 37.8% |
| 5-gram | Word | 73,099 | 16.16 | 96,541 | 3.1% | 11.9% |
| 5-gram | Subword | 58,403 | 15.83 | 935,209 | 8.5% | 24.3% |
Top 5 N-grams by Size
2-grams (Word):
| Rank | N-gram | Count |
|---|---|---|
| 1 | եղած է |
5,851 |
| 2 | մէջ կը |
5,372 |
| 3 | եւ կը |
4,686 |
| 4 | որ կը |
4,419 |
| 5 | ինչպէս նաեւ |
3,890 |
3-grams (Word):
| Rank | N-gram | Count |
|---|---|---|
| 1 | ծանօթագրութիւններ արտաքին յղումներ |
1,448 |
| 2 | տեղի կ ունենայ |
1,025 |
| 3 | տե ս նաեւ |
875 |
| 4 | լոյս տեսած է |
799 |
| 5 | կենսագրութիւն ծնած է |
685 |
4-grams (Word):
| Rank | N-gram | Count |
|---|---|---|
| 1 | հ մ ը մ |
449 |
| 2 | կենսագրական գիծեր ծնած է |
395 |
| 3 | թուական ոչ նահանջ տարի |
330 |
| 4 | մ ը մ ի |
326 |
| 5 | նախնական կրթութիւնը ստացած է |
273 |
5-grams (Word):
| Rank | N-gram | Count |
|---|---|---|
| 1 | հ մ ը մ ի |
320 |
| 2 | տարին է դէպքեր ծնունդներ 16px |
223 |
| 3 | աղբիւրներ հայ հանրագիտակ հ մկրտիչ |
148 |
| 4 | է դէպքեր ծնունդներ 16px մահեր |
147 |
| 5 | դէպքեր ծնունդներ 16px մահեր 16px |
147 |
2-grams (Subword):
| Rank | N-gram | Count |
|---|---|---|
| 1 | ո ւ |
1,154,928 |
| 2 | ա ն |
1,111,749 |
| 3 | ն _ |
917,764 |
| 4 | ե ր |
685,736 |
| 5 | ա ր |
622,298 |
3-grams (Subword):
| Rank | N-gram | Count |
|---|---|---|
| 1 | ա ն _ |
382,604 |
| 2 | ն ե ր |
314,903 |
| 3 | ր ո ւ |
295,790 |
| 4 | ա կ ա |
277,056 |
| 5 | ո ւ թ |
265,013 |
4-grams (Subword):
| Rank | N-gram | Count |
|---|---|---|
| 1 | ա կ ա ն |
217,395 |
| 2 | կ ա ն _ |
159,498 |
| 3 | ե ր ո ւ |
152,660 |
| 4 | ո ւ թ ի |
140,761 |
| 5 | թ ի ւ ն |
139,607 |
5-grams (Subword):
| Rank | N-gram | Count |
|---|---|---|
| 1 | ա կ ա ն _ |
153,426 |
| 2 | ո ւ թ ի ւ |
138,505 |
| 3 | ւ թ ի ւ ն |
138,493 |
| 4 | ո ւ թ ե ա |
106,369 |
| 5 | ն ե ր ո ւ |
105,374 |
Key Findings
- Best Perplexity: 2-gram (subword) with 392
- Entropy Trend: Decreases with larger n-grams (more predictable)
- Coverage: Top-1000 patterns cover ~24% of corpus
- Recommendation: 4-gram or 5-gram for best predictive performance
3. Markov Chain Evaluation
Results
| Context | Variant | Avg Entropy | Perplexity | Branching Factor | Unique Contexts | Predictability |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Word | 0.8813 | 1.842 | 6.94 | 388,915 | 11.9% |
| 1 | Subword | 0.5894 | 1.505 | 6.80 | 3,661 | 41.1% |
| 2 | Word | 0.2276 | 1.171 | 1.57 | 2,695,260 | 77.2% |
| 2 | Subword | 0.9532 | 1.936 | 6.36 | 24,911 | 4.7% |
| 3 | Word | 0.0665 | 1.047 | 1.11 | 4,212,072 | 93.4% |
| 3 | Subword | 0.8254 | 1.772 | 4.29 | 158,342 | 17.5% |
| 4 | Word | 0.0190 🏆 | 1.013 | 1.03 | 4,666,447 | 98.1% |
| 4 | Subword | 0.6377 | 1.556 | 2.87 | 679,042 | 36.2% |
Generated Text Samples (Word-based)
Below are text samples generated from each word-based Markov chain model:
Context Size 1:
եւ ճոն չիփ ինք արդէն այդ քայլը շրջանը տասը գիրքերը գրուած հայերէն անգլերէն որ կ առնէէ թուականներուն ըստ ժողովրդական արդիստի կոչման հայաստանի հանրապետութեան կառավարութեան սակայն ան իր մ...կը պատսպարէ քանատական կողմէն երգը ձայնագրուած է պաքուի 1 րդ կաթողիկոս խորէն տէր կիւրեղեան տայանա 8
Context Size 2:
եղած է հայ արշակունիներու արքայատոհմէն եղած է 100 հազարէն աւելի հայ պատանիներ ժամանակագրութիւն 15 փե...մէջ կը գտնուին քիմքին ամբողջ տարածքին մեծ կաղնիի անտառները արգելոցին զարդը կը կազմեն իր աշխատութիւնն...եւ կը վերադառնայ երուսաղէմ կ երթան գերեզման անուշաբոյր իւղերով օծելու քրիստոսի մարմինը իր մտահոգութի...
Context Size 3:
ծանօթագրութիւններ արտաքին յղումներ այսօր երջանկության միջազգային օրն է ըստ վիճակագրութեան գիւղացի կա...տեղի կ ունենայ վիզի վիրաբուժական գործողութիւններու ընթացքին եւ յատկապէս քնանալէ առաջ ստորեւ կը ներկա...տե ս նաեւ արեւմտահայաստանի եւ արեւմտահայութեան հարցերու ուսումնասիրութեան կեդրոն ռատիօ եան անկախ հայ...
Context Size 4:
հ մ ը մ ի արժանեաց շքանշանով խօսքեր հ մ ը մ ի կեդրոնական վարչութիւնը գնահատելով բազմավաստակ եղբօր եր...կենսագրական գիծեր ծնած է կիրովականի մէջ այժմ վանաձոր կը լուսաբանէր շրջանի արդիւնաբերական եւ գիւղատնտ...թուական ոչ նահանջ տարի 19րդ դարու վերջին 100րդ տարին է դէպքեր անստոյգ ամսաթիւով արթուր էվանս քնոսոսի...
Generated Text Samples (Subword-based)
Below are text samples generated from each subword-based Markov chain model:
Context Size 1:
_մէջութեմն_կակ՛աան_արհան_կաւորը_նց։_գոքիսուրուրժ
Context Size 2:
ութեանցնել_ան)_հաանները_պատրուածանն_պարին_մէտ_հաւար
Context Size 3:
ան_տարբերոս,_17-րդները:_ան_կատարապետրութիւններով։_հօրը
Context Size 4:
ականուազակ»_(«returկան_կրթակայն_համար։երու_գուստեղծագործո
Key Findings
- Best Predictability: Context-4 (word) with 98.1% predictability
- Branching Factor: Decreases with context size (more deterministic)
- Memory Trade-off: Larger contexts require more storage (679,042 contexts)
- Recommendation: Context-3 or Context-4 for text generation
4. Vocabulary Analysis
Statistics
| Metric | Value |
|---|---|
| Vocabulary Size | 163,300 |
| Total Tokens | 4,777,649 |
| Mean Frequency | 29.26 |
| Median Frequency | 4 |
| Frequency Std Dev | 646.35 |
Most Common Words
| Rank | Word | Frequency |
|---|---|---|
| 1 | եւ | 137,926 |
| 2 | է | 124,125 |
| 3 | կը | 121,199 |
| 4 | մէջ | 80,008 |
| 5 | կ | 34,717 |
| 6 | որ | 32,222 |
| 7 | են | 28,873 |
| 8 | իր | 27,391 |
| 9 | մը | 25,115 |
| 10 | ու | 24,951 |
Least Common Words (from vocabulary)
| Rank | Word | Frequency |
|---|---|---|
| 1 | հաւատուի | 2 |
| 2 | ricœur | 2 |
| 3 | ցամաքամերձ | 2 |
| 4 | մունք | 2 |
| 5 | munch | 2 |
| 6 | համաժամեցուած | 2 |
| 7 | measurable | 2 |
| 8 | թհ | 2 |
| 9 | indelible | 2 |
| 10 | պրոդիուսր | 2 |
Zipf's Law Analysis
| Metric | Value |
|---|---|
| Zipf Coefficient | 0.9253 |
| R² (Goodness of Fit) | 0.997096 |
| Adherence Quality | excellent |
Coverage Analysis
| Top N Words | Coverage |
|---|---|
| Top 100 | 26.8% |
| Top 1,000 | 48.9% |
| Top 5,000 | 67.7% |
| Top 10,000 | 76.1% |
Key Findings
- Zipf Compliance: R²=0.9971 indicates excellent adherence to Zipf's law
- High Frequency Dominance: Top 100 words cover 26.8% of corpus
- Long Tail: 153,300 words needed for remaining 23.9% coverage
5. Word Embeddings Evaluation
5.1 Cross-Lingual Alignment
5.2 Model Comparison
| Model | Dimension | Isotropy | Semantic Density | Alignment R@1 | Alignment R@10 |
|---|---|---|---|---|---|
| mono_32d | 32 | 0.8364 | 0.3396 | N/A | N/A |
| mono_64d | 64 | 0.7779 | 0.2555 | N/A | N/A |
| mono_128d | 128 | 0.7701 | 0.1665 | N/A | N/A |
| aligned_32d | 32 | 0.8364 🏆 | 0.3355 | 0.0500 | 0.2460 |
| aligned_64d | 64 | 0.7779 | 0.2492 | 0.0600 | 0.2960 |
| aligned_128d | 128 | 0.7701 | 0.1670 | 0.1080 | 0.4300 |
Key Findings
- Best Isotropy: aligned_32d with 0.8364 (more uniform distribution)
- Semantic Density: Average pairwise similarity of 0.2522. Lower values indicate better semantic separation.
- Alignment Quality: Aligned models achieve up to 10.8% 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 | -0.511 | Low formulaic 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 |
|---|---|
-ա |
ասեղնագործէին, ապականիչ, անդամակցութիւնը |
-մ |
մոնկոլիան, մտերիմը, մազմզուկներու |
-մա |
մազմզուկներու, մաֆին, մատնութիւն |
-հա |
հաւաքուածները, հաւնած, հակազգային |
-ս |
սթեմֆորտ, սարոս, սարուխանեանը |
-կ |
կայազորի, կայքէջի, կատուն |
-հ |
հաւաքուածները, հաւնած, հակազգային |
-պ |
պոգոդինի, պեշավար, պատսպարուի |
Productive Suffixes
| Suffix | Examples |
|---|---|
-ն |
բառարանագիտական, բակերն, հակազգային |
-ան |
բառարանագիտական, քառորդական, տուրիստական |
-ը |
գուլպաները, զգայարանքը, հաւաքուածները |
-ի |
կայազորի, ռատիօհեռասփռումի, կայքէջի |
-ին |
հակազգային, օրֆէասին, ասեղնագործէին |
-ու |
նոյնականացնելու, փրոֆեսորներու, ուսուցանելու |
-ւն |
կատուն, եկամուտներուն, գնողներուն |
-ւ |
ինտերակտիւ, նոյնականացնելու, փրոֆեսորներու |
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 |
|---|---|---|---|
ներո |
1.91x | 133 contexts | ներով, ներող, ներու |
ութե |
1.66x | 232 contexts | լութեր, ութեան, հութեն |
աստա |
1.66x | 159 contexts | հաստա, փաստա, դաստա |
աննե |
1.51x | 178 contexts | բաններ, մկաններ, սպաններ |
րակա |
1.48x | 146 contexts | րական, փրակա, պրական |
ուակ |
1.95x | 43 contexts | առուակ, սրուակի, առուակի |
ակու |
1.42x | 179 contexts | մակու, ակուլ, կակուղ |
ւթեա |
1.97x | 41 contexts | ութեան, ծութեան, րութեան |
ամար |
1.47x | 135 contexts | քամար, ամարը, համար |
ագրո |
1.55x | 84 contexts | ծրագրով, զագրոսի, բնագրով |
ւթիւ |
1.70x | 48 contexts | ութիւն, ութիւնը, էութիւն |
ններ |
1.47x | 88 contexts | ֆիններ, իոններ, բաններ |
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 |
|---|---|---|---|
-ա |
-ն |
244 words | արածեցման, ամուսնանան |
-մ |
-ն |
158 words | մտերիմներէն, մեծերին |
-կ |
-ն |
109 words | կիսաքոչուորական, կրետացիին |
-ա |
-ը |
95 words | առաջնութիւնները, արականը |
-ա |
-ի |
89 words | արիացի, արամանի |
-ս |
-ն |
88 words | ստեղներուն, սաթամեանին |
-պ |
-ն |
88 words | պարթոն, պատմալեզուագրական |
-ա |
-ան |
85 words | արածեցման, ամուսնանան |
-մ |
-ի |
84 words | մահտեսեանի, մաղրեպի |
-հա |
-ն |
80 words | համաստեղութիւն, հաւաքականին |
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 |
|---|---|---|---|
| ծանօթացնել | ծանօթաց-ն-ել |
7.5 | ն |
| երկրաչափութիւնը | երկրաչափութիւ-ն-ը |
7.5 | ն |
| ախտապատճառներն | ախտապատճառն-եր-ն |
7.5 | եր |
| հովիտներով | հովիտն-եր-ով |
7.5 | եր |
| քէհեայեանը | քէհեայեա-ն-ը |
7.5 | ն |
| ճէպէճեանի | ճէպէճե-ան-ի |
7.5 | ան |
| ձգաններուն | ձգաններ-ու-ն |
7.5 | ու |
| միաբանութիւններ | միաբանութիւն-ն-եր |
7.5 | ն |
| հանրապետութենէն | հանրապետութե-ն-էն |
7.5 | ն |
| իմաստասիրութենէն | իմաստասիրութե-ն-էն |
7.5 | ն |
| տեղանունների | տեղանունն-եր-ի |
7.5 | եր |
| հարեւաններ | հարեւան-ն-եր |
7.5 | ն |
| բերբերյանի | բերբերյ-ան-ի |
7.5 | ան |
| աջակիցներ | աջակից-ն-եր |
7.5 | ն |
| մթութիւնը | մթութիւ-ն-ը |
7.5 | ն |
6.6 Linguistic Interpretation
Automated Insight: The language Western Armenian shows high morphological productivity. The subword models are significantly more efficient than word models, suggesting a rich system of affixation or compounding.
7. Summary & Recommendations
Production Recommendations
| Component | Recommended | Rationale |
|---|---|---|
| Tokenizer | 64k BPE | Best compression (4.07x) |
| N-gram | 2-gram | Lowest perplexity (392) |
| Markov | Context-4 | Highest predictability (98.1%) |
| 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) × 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.
R² (Coefficient of Determination)
Definition: Measures how well the linear fit explains the frequency-rank relationship. Ranges from 0 to 1.
Intuition: R² near 1.0 means the data closely follows Zipf's law; lower values indicate deviation from expected word frequency patterns.
What to seek: R² > 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
- Compare within model families: Metrics are most meaningful when comparing models of the same type (e.g., 8k vs 64k tokenizer).
- Consider trade-offs: Better performance on one metric often comes at the cost of another (e.g., compression vs. OOV rate).
- Context matters: Optimal values depend on downstream tasks. Text generation may prioritize different metrics than classification.
- Corpus influence: All metrics are influenced by corpus characteristics. Wikipedia text differs from social media or literature.
- 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 - a monthly snapshot of Wikipedia articles across 300+ languages.
Project
A project by Wikilangs - Open-source NLP models for every Wikipedia language.
Maintainer
Citation
If you use these models in your research, please cite:
@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
- 🌐 Website: wikilangs.org
- 🤗 Models: huggingface.co/wikilangs
- 📊 Data: wikipedia-monthly
- 👤 Author: Omar Kamali
- 🤝 Sponsor: Featherless AI
Generated by Wikilangs Models Pipeline
Report Date: 2026-01-10 03:56:09



















