mai / README.md
omarkamali's picture
Upload all models and assets for mai (latest)
1edb2df verified
---
language: mai
language_name: Maithili
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: 4.366
- name: best_isotropy
type: isotropy
value: 0.8575
- name: vocabulary_size
type: vocab
value: 0
generated: 2026-01-10
---
# Maithili - Wikilangs Models
## Comprehensive Research Report & Full Ablation Study
This repository contains NLP models trained and evaluated by Wikilangs, specifically on **Maithili** 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** | 3.443x | 3.45 | 0.1128% | 173,793 |
| **16k** | 3.812x | 3.82 | 0.1249% | 156,927 |
| **32k** | 4.113x | 4.12 | 0.1347% | 145,461 |
| **64k** | 4.366x ๐Ÿ† | 4.37 | 0.1430% | 137,033 |
### Tokenization Examples
Below are sample sentences tokenized with each vocabulary size:
**Sample 1:** `เคเค• เค…เคตเคงเฅ€ เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ เค›เฅ€เฅค เคเค•เคฐ เคฎเฅเค–เฅเคฏ เค˜เคŸเค• เคฌเคพเคธเคฎเคคเฅ€ เคšเคพเคตเคฒ เค›เฅ€เฅค เคญเคพเคฐเคค เค• เค–เคพเคจเคพ เค•เฅ‡ เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ`
| Vocab | Tokens | Count |
|-------|--------|-------|
| 8k | `โ–เคเค• โ–เค…เคตเคงเฅ€ โ–เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคเค•เคฐ โ–เคฎเฅเค–เฅเคฏ โ–เค˜เคŸเค• โ–เคฌเคพเคธ เคฎเคคเฅ€ ... (+8 more)` | 18 |
| 16k | `โ–เคเค• โ–เค…เคตเคงเฅ€ โ–เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคเค•เคฐ โ–เคฎเฅเค–เฅเคฏ โ–เค˜เคŸเค• โ–เคฌเคพเคธเคฎเคคเฅ€ โ–เคšเคพเคตเคฒ ... (+7 more)` | 17 |
| 32k | `โ–เคเค• โ–เค…เคตเคงเฅ€ โ–เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคเค•เคฐ โ–เคฎเฅเค–เฅเคฏ โ–เค˜เคŸเค• โ–เคฌเคพเคธเคฎเคคเฅ€ โ–เคšเคพเคตเคฒ ... (+7 more)` | 17 |
| 64k | `โ–เคเค• โ–เค…เคตเคงเฅ€ โ–เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคเค•เคฐ โ–เคฎเฅเค–เฅเคฏ โ–เค˜เคŸเค• โ–เคฌเคพเคธเคฎเคคเฅ€ โ–เคšเคพเคตเคฒ ... (+7 more)` | 17 |
**Sample 2:** `เคเค• เคชเฅ‚เคฐเฅเคตเฅ€ เคญเคพเคฐเคคเค• เค‰เคกเคผเคฟเคฏเคพ เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ เค›เฅ€เฅค เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เค–เคพเคจเคช...`
| Vocab | Tokens | Count |
|-------|--------|-------|
| 8k | `โ–เคเค• โ–เคชเฅ‚เคฐเฅเคตเฅ€ โ–เคญเคพเคฐเคคเค• โ–เค‰เคกเคผเคฟเคฏเคพ โ–เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ โ–เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ โ–เคฌเคพเคนเฅเคฏ ... (+8 more)` | 18 |
| 16k | `โ–เคเค• โ–เคชเฅ‚เคฐเฅเคตเฅ€ โ–เคญเคพเคฐเคคเค• โ–เค‰เคกเคผเคฟเคฏเคพ โ–เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ โ–เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ โ–เคฌเคพเคนเฅเคฏ ... (+8 more)` | 18 |
| 32k | `โ–เคเค• โ–เคชเฅ‚เคฐเฅเคตเฅ€ โ–เคญเคพเคฐเคคเค• โ–เค‰เคกเคผเคฟเคฏเคพ โ–เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ โ–เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ โ–เคฌเคพเคนเฅเคฏ ... (+8 more)` | 18 |
| 64k | `โ–เคเค• โ–เคชเฅ‚เคฐเฅเคตเฅ€ โ–เคญเคพเคฐเคคเค• โ–เค‰เคกเคผเคฟเคฏเคพ โ–เคตเฅเคฏเค‚เคœเคจ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ โ–เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ โ–เคฌเคพเคนเฅเคฏ ... (+8 more)` | 18 |
**Sample 3:** `เคเค• เคฆเค•เฅเคทเคฟเคฃ เคญเคพเคฐเคคเฅ€เคฏ เค–เคพเคจเคพ เค›เฅ€เฅค เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เคญเคพเคฐเคคเฅ€เคฏ เค–เคพเคจเคพ`
| Vocab | Tokens | Count |
|-------|--------|-------|
| 8k | `โ–เคเค• โ–เคฆเค•เฅเคทเคฟเคฃ โ–เคญเคพเคฐเคคเฅ€เคฏ โ–เค–เคพเคจเคพ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ โ–เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ โ–เคฌเคพเคนเฅเคฏ โ–เคœเคกเฅ€เคธเคญ ... (+5 more)` | 15 |
| 16k | `โ–เคเค• โ–เคฆเค•เฅเคทเคฟเคฃ โ–เคญเคพเคฐเคคเฅ€เคฏ โ–เค–เคพเคจเคพ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ โ–เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ โ–เคฌเคพเคนเฅเคฏ โ–เคœเคกเฅ€เคธเคญ ... (+5 more)` | 15 |
| 32k | `โ–เคเค• โ–เคฆเค•เฅเคทเคฟเคฃ โ–เคญเคพเคฐเคคเฅ€เคฏ โ–เค–เคพเคจเคพ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ โ–เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ โ–เคฌเคพเคนเฅเคฏ โ–เคœเคกเฅ€เคธเคญ ... (+5 more)` | 15 |
| 64k | `โ–เคเค• โ–เคฆเค•เฅเคทเคฟเคฃ โ–เคญเคพเคฐเคคเฅ€เคฏ โ–เค–เคพเคจเคพ โ–เค›เฅ€ เฅค โ–เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ โ–เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ โ–เคฌเคพเคนเฅเคฏ โ–เคœเคกเฅ€เคธเคญ ... (+5 more)` | 15 |
### Key Findings
- **Best Compression:** 64k achieves 4.366x compression
- **Lowest UNK Rate:** 8k with 0.1128% 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 | 4,297 | 12.07 | 22,467 | 28.2% | 54.7% |
| **2-gram** | Subword | 1,743 ๐Ÿ† | 10.77 | 25,848 | 38.2% | 73.9% |
| **3-gram** | Word | 3,810 | 11.90 | 23,927 | 27.9% | 59.1% |
| **3-gram** | Subword | 11,518 | 13.49 | 110,689 | 17.8% | 44.5% |
| **4-gram** | Word | 5,211 | 12.35 | 40,011 | 25.0% | 57.3% |
| **4-gram** | Subword | 36,978 | 15.17 | 333,125 | 13.4% | 32.8% |
| **5-gram** | Word | 4,223 | 12.04 | 29,488 | 24.4% | 60.5% |
| **5-gram** | Subword | 56,327 | 15.78 | 426,789 | 12.2% | 28.9% |
### Top 5 N-grams by Size
**2-grams (Word):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ` | 11,778 |
| 2 | `เคเคนเฅ‹ เคธเคญ` | 10,279 |
| 3 | `เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€` | 8,741 |
| 4 | `เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ` | 8,199 |
| 5 | `เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ` | 7,108 |
**3-grams (Word):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€` | 8,735 |
| 2 | `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ` | 7,108 |
| 3 | `เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ` | 6,649 |
| 4 | `เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ` | 3,689 |
| 5 | `เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹` | 3,676 |
**4-grams (Word):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ` | 6,649 |
| 2 | `เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ` | 3,674 |
| 3 | `เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹` | 3,561 |
| 4 | `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ` | 3,438 |
| 5 | `เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€` | 3,273 |
**5-grams (Word):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹` | 3,561 |
| 2 | `เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ` | 3,559 |
| 3 | `เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€` | 3,259 |
| 4 | `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€` | 2,498 |
| 5 | `เคœเคจเคตเคฐเฅ€ เคฎเคพเคฐเฅเคš เค…เคชเฅเคฐเฅˆเคฒ เคœเฅเคจ เคœเฅเคฒเคพเคˆ` | 2,163 |
**2-grams (Subword):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เค• _` | 121,319 |
| 2 | `_ เค…` | 91,240 |
| 3 | `เคฒ _` | 72,637 |
| 4 | `_ เคธ` | 70,074 |
| 5 | `เคธ เคญ` | 66,192 |
**3-grams (Subword):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `เคธ เคญ _` | 47,639 |
| 2 | `_ เค… เค›เคฟ` | 30,922 |
| 3 | `_ เฅค _` | 30,370 |
| 4 | `_ เค เค•` | 19,980 |
| 5 | `_ เค† _` | 19,191 |
**4-grams (Subword):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `_ เค… เค›เคฟ _` | 18,176 |
| 2 | `เค… เค›เคฟ _ เฅค` | 13,864 |
| 3 | `เค›เคฟ _ เฅค _` | 13,497 |
| 4 | `_ เค เค• _` | 13,064 |
| 5 | `_ เคธ เคจเฅเคฆ เคฐเฅเคญ` | 12,821 |
**5-grams (Subword):**
| Rank | N-gram | Count |
|------|--------|-------|
| 1 | `_ เค… เค›เคฟ _ เฅค` | 13,854 |
| 2 | `เค… เค›เคฟ _ เฅค _` | 13,399 |
| 3 | `_ เคธ เคจเฅเคฆ เคฐเฅเคญ _` | 12,640 |
| 4 | `เคธ เคจเฅเคฆ เคฐเฅเคญ _ เคธเคพ` | 12,376 |
| 5 | `เคจเฅเคฆ เคฐเฅเคญ _ เคธเคพ เคฎ` | 11,966 |
### Key Findings
- **Best Perplexity:** 2-gram (subword) with 1,743
- **Entropy Trend:** Decreases with larger n-grams (more predictable)
- **Coverage:** Top-1000 patterns cover ~29% 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 | 0.7362 | 1.666 | 4.91 | 124,145 | 26.4% |
| **1** | Subword | 0.8265 | 1.773 | 10.76 | 7,745 | 17.3% |
| **2** | Word | 0.1969 | 1.146 | 1.43 | 607,477 | 80.3% |
| **2** | Subword | 0.5739 | 1.489 | 3.94 | 83,321 | 42.6% |
| **3** | Word | 0.0593 | 1.042 | 1.10 | 864,728 | 94.1% |
| **3** | Subword | 0.4893 | 1.404 | 2.75 | 328,318 | 51.1% |
| **4** | Word | 0.0220 ๐Ÿ† | 1.015 | 1.04 | 952,209 | 97.8% |
| **4** | Subword | 0.3124 | 1.242 | 1.75 | 902,200 | 68.8% |
### Generated Text Samples (Word-based)
Below are text samples generated from each word-based Markov chain model:
**Context Size 1:**
1. `เค…เค›เคฟ เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เค–เคพเคจเคชเคพเคจ เคเคตเค‚ เคธเคพเค‚เคธเฅเค•เฅƒเคคเคฟเค• เคœเฅ€เคตเคจเค• เคธเคฎเคธเฅเคฏเคพเคฎเฅ‡ เคตเคจ เคŸเฅเคฐเฅ€ เคนเคฟเคฒ`
2. `เค† เค•เฅ‹เคถเคฒเคชเฅเคฐ เคชเคฐ เคœเคพเคชเคพเคจ เคŸเฅ‹เค•เฅเคฏเฅ‹ เคœเคพเคชเคพเคจเฅ€ เคฒเคกเคผเคพเค•เฅ‚ เคตเคฟเคฎเคพเคจ เคœเฅ‡ เค†เคฌ เคตเคฟเคตเคพเคฆ เคธเคจเฅ เคฎเฅ‡ เคŸเคจ เค“เคฐเฅเค•เคพ เค†`
3. `เค›เฅ€ เคœเฅ‡ เค•เคฟเค› เคธเคฎเคฏเค• เคฒเฅ‡เคฒ เคจเคฟเคถเฅเคšเคฟเคค เคญเฅ‡เคฒ เค›เคฒ เค† เคœเคฟเคจ เค•เฅ‡ เคจเคพเคฎ เคฎเคนเคพเคฌเคฟเคฐ เคชเคฌเฅเคฒเคฟเคถเคฐเฅเคธ เค•เคพเคฐเฅเคฏ เค•เคฐเฅเคจเคพเคŸเค•`
**Context Size 2:**
1. `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เคœเคฟเคฒเคพเค• เค—เคพเค‰เคเคชเคพเคฒเคฟเค•เคพเคธเคญ เค—เคพเค‰เคเคชเคพเคฒเคฟเค•เคพเคธเคญ`
2. `เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เคœเคฟเคฒเคพเค• เค—เคพเค‰เคเคชเคพเคฒเคฟเค•เคพเคธเคญ เค—เคพเค‰เคเคชเคพเคฒเคฟเค•เคพเคธเคญ`
3. `เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคœเคฟเคฒเคพ เคธเคฎเคจเฅเคตเคฏ เคธเคฎเคฟเคคเคฟเค• เค•เคพเคฐเฅเคฏเคพเคฒเคฏ เคธเฅเคจเคธเคฐเฅ€ เคจเฅ‡เคชเคพเคฒ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เค—เค—เคจเคšเฅเคฎเฅเคฌเฅ€ เค—เค—เคจเคšเฅเคฎเฅเคฌเฅ€ เคญเคตเคจเคธเคญ เคชเฅ‚เคฐเคพ เคญเฅ‡เคฒ ...`
**Context Size 3:**
1. `เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เค•เฅเคฐเคฟเค•เฅ‡เคŸ เคตเคฟเคถเฅเคตเค•เคช เค•เฅเคฐเคฟเค•เฅ‡เคŸ เคตเคฟเคถเฅเคตเค•เคช เคชเฅเคฐเคคเคฟเคฏเฅ‹เค—เคฟเคคเคพเค• เคชเคพเคเคšเคฎ เค•เฅเคฐเคฟเค•เฅ‡เคŸ เคตเคฟเคถเฅเคตเค•เคช เค›เคฒ เคˆ เคชเฅเคฐเคคเคฟเคฏเฅ‹เค—เคฟเคคเคพ เฅจเฅจ เคซ...`
2. `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ www dorw gov np www wikipedia org เคฐเฅ‡เคฒเคตเฅ‡`
3. `เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคฏเฅเคจเฅ‡เคธเฅเค•เฅ‹ เคตเคฟเคถเฅเคต เคธเคฎเฅเคชเคฆเคพ เค•เฅเคทเฅ‡เคคเฅเคฐเคฎเคพ เคธเคฎเคพเคตเฅ‡เคถ เค•เคเคฒ เค—เฅ‡เคฒ เคตเคฐเฅเคท เค† เคฎเคพเคชเคฆเคฃเฅเคก เคตเคฟเคตเคฐเคฃ เคธเคฎเฅเคชเคฆเคพ เค•เฅเคท...`
**Context Size 4:**
1. `เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เคฎเคจเฅเคฆเคฟเคฐเคธเคญ เคตเคฟเคถเฅเคต เคธเคฎเฅเคชเคฆเคพ เค•เฅเคทเฅ‡เคคเฅเคฐเคธเคญ เคธเค‚เคฐเค•เฅเคทเคฟเคค เค•เฅเคทเฅ‡เคคเฅเคฐเคธเคญ เคฆเคฐเคตเคพเคฐเคธเคญ`
2. `เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ เคฒเฅ‹เค• เคฎเฅ‡เค‚ เคฌเคจเคพเคเคฒ เคตเคพ เคธเฅเคงเคพเคฐเคฒ เคฒเฅ‡เค–เคธเคญ เคจเค—เคฐเคชเคพเคฒเคฟเค•เคพเคธเคญ`
3. `เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ เคฌเคพเคนเฅเคฏ เคœเคกเฅ€เคธเคญ เคเคนเฅ‹ เคธเคญ เคฆเฅ‡เค–เฅ€ เคชเคพเคคเฅเคฐเคธเคญ เคฆเฅ‡เคตเฅ€เคธเคญ`
### Generated Text Samples (Subword-based)
Below are text samples generated from each subword-based Markov chain model:
**Context Size 1:**
1. `_เค—เคฟ_เค–เฅ‹เคฒเคพเคธเคฎเฅ‚เคฆเคฐ_(เฅชเฅฆเฅฉ,_`
2. `เค•เคเค•เคธเฅเคฌเฅ‡เคฒเคœเคผเคพเคฐ_เคฐเคพเคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ_เคœ_เค•เฅเคทเฅ‡`
3. `เคธเคžเฅเคšเคพเคฒเคฟเคญเคฟเคจเฅ‡เคชเคพเค—เคฐเฅเคฎเฅ€_เคชเฅเคฐเคฏเฅ‹เค—เคฟเคฐเคฟ_เคธเค_`
**Context Size 2:**
1. `เค•_เคจเคพเคฎเค•_เคชเฅเคฐเคฆเฅ‡เคถ_เคจเค‚_เคฏเฅ‡_เคœเฅ‡_เคฎ`
2. `_เค…เคจเฅเคธเคพเคฐเคฅเคฟเคธเคญ_เคฌเคพเคนเฅเคฏ_เคœเคจเคตเคฐเฅ€_`
3. `เคฒ_เคœเคญเคฃเฅเคกเคพเคฐเฅ€เค•_เคฏเฅ‹เคฆเฅเคงเคพ_เคฐเคนเคธเฅเคฏ'_เคฒเคฟ`
**Context Size 3:**
1. `เคธเคญ_เคเคนเฅ‹_เคธเคญ_เค–เฅ‹เคœเคพเฅคsoekmo`
2. `_เค…เค›เคฟเฅค_เค“เคนเคฟเค•_เคฐเคพเคทเฅเคŸเฅเคฐเคฟเคฏ_เคตเคพเคฒเฅ‡เค‚เคธเคฟเคฏเคพเคˆ`
3. `_เฅค_เคเคคเคฏ_เคฎเฅเค–เฅเคฏเคฎเคจเฅเคคเฅเคฐเฅ€เคธเคญ_เคฌเคพเคนเฅเคฏ_เคœ`
**Context Size 4:**
1. `_เค…เค›เคฟ_เฅค_เคญเฅ‚เค—เฅ‹เคฒ_เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ_เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€_เคจเคฟ`
2. `เค…เค›เคฟ_เฅค_เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ_เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ_เคเคนเฅ‹_เคธ`
3. `เค›เคฟ_เฅค_เคตเคฐเฅเคคเคฎเคพเคจ_เคฌเฅŒเคฆเฅเคง_เคตเคฟเคนเคพเคฐ_เคฐเคพเคœเฅเคฏเค•`
### Key Findings
- **Best Predictability:** Context-4 (word) with 97.8% predictability
- **Branching Factor:** Decreases with context size (more deterministic)
- **Memory Trade-off:** Larger contexts require more storage (902,200 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 | 49,509 |
| Total Tokens | 1,264,926 |
| Mean Frequency | 25.55 |
| Median Frequency | 3 |
| Frequency Std Dev | 294.44 |
### Most Common Words
| Rank | Word | Frequency |
|------|------|-----------|
| 1 | เค…เค›เคฟ | 30,903 |
| 2 | เค† | 19,409 |
| 3 | เค›เฅ€ | 15,249 |
| 4 | เคเค• | 14,560 |
| 5 | เค•เฅ‡ | 13,574 |
| 6 | เคธเคจเฅเคฆเคฐเฅเคญ | 12,693 |
| 7 | เค›เคฒ | 12,679 |
| 8 | เคฎเฅ‡ | 12,000 |
| 9 | เคธเคพเคฎเค—เฅเคฐเฅ€เคธเคญ | 11,793 |
| 10 | เคˆ | 11,492 |
### Least Common Words (from vocabulary)
| Rank | Word | Frequency |
|------|------|-----------|
| 1 | เคฐเฅ‰เคฌเคฐเฅเคŸเฅเคธ | 2 |
| 2 | เค†เคฐเฅ‹เคนเคฟเคค | 2 |
| 3 | เคชเคฟเคฒเคฐเค• | 2 |
| 4 | เคนเคฟเคฎเคจเคฆเฅ€เคฏ | 2 |
| 5 | เคฎเคฟเคฒเคฟเค•เค | 2 |
| 6 | เคนเคพเค‡เค• | 2 |
| 7 | เคฎเฅ‡เคฒเฅเค™เฅเคคเฅเคธเฅ‡ | 2 |
| 8 | เคคเคพเคธเฅ€ | 2 |
| 9 | เคคเคพเคธเคฟเคฒเคพเคชเฅเคšเคพ | 2 |
| 10 | เคญเคœเคจเคธเคญ | 2 |
### Zipf's Law Analysis
| Metric | Value |
|--------|-------|
| Zipf Coefficient | 1.1297 |
| Rยฒ (Goodness of Fit) | 0.992103 |
| Adherence Quality | **excellent** |
### Coverage Analysis
| Top N Words | Coverage |
|-------------|----------|
| Top 100 | 36.1% |
| Top 1,000 | 64.5% |
| Top 5,000 | 82.8% |
| Top 10,000 | 88.7% |
### Key Findings
- **Zipf Compliance:** Rยฒ=0.9921 indicates excellent adherence to Zipf's law
- **High Frequency Dominance:** Top 100 words cover 36.1% of corpus
- **Long Tail:** 39,509 words needed for remaining 11.3% 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 | 0.8575 | 0.3363 | N/A | N/A |
| **mono_64d** | 64 | 0.7955 | 0.2720 | N/A | N/A |
| **mono_128d** | 128 | 0.4568 | 0.2464 | N/A | N/A |
| **aligned_32d** | 32 | 0.8575 ๐Ÿ† | 0.3402 | 0.0080 | 0.0880 |
| **aligned_64d** | 64 | 0.7955 | 0.2672 | 0.0260 | 0.1060 |
| **aligned_128d** | 128 | 0.4568 | 0.2394 | 0.0320 | 0.1580 |
### Key Findings
- **Best Isotropy:** aligned_32d with 0.8575 (more uniform distribution)
- **Semantic Density:** Average pairwise similarity of 0.2836. Lower values indicate better semantic separation.
- **Alignment Quality:** Aligned models achieve up to 3.2% 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 | **1.089** | 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` | เคธเคฐเคฆเคฐ, เคธเฅ‹เคฐเฅ‡เคจ, เคธเคฟเคฏเคพเคฎเฅ€ |
| `-เค•` | เค•เคฐเคพเคฒ, เค•เคฐเคคเฅˆ, เค•เฅเคกเคฟเค—เฅเคฐเคพเคฎ |
| `-เคฌ` | เคฌเคธเฅ‹เคฌเคพเคธ, เคฌเคฐเฅเค—เค•, เคฌเคนเคฟเคจเคธเค |
| `-เคฎ` | เคฎเฅ‹เคจเฅ‡เคŸเคพ, เคฎเค™เฅเคธเคฟเคฐ, เคฎเคฎ |
| `-เคช` | เคชเคถเฅเคšเคฟเคฎเฅ‡, เคชเคฐเฅˆเคค, เคชเคพเค‰เคจเฅเคกเค• |
| `-เคœ` | เคœเฅ‹เคกเฅ‡เคค, เคœเคพเคฎ, เคœเคพเคฒเค˜เคฐ |
| `-เค…` | เค…เคจเฅเคคเคฐเฅเคฆเฅ‡เคถเฅ€เคฏ, เค…เคตเคงเคฎเฅ‡, เค…เคชเคฐเคพเคงเคฎเฅ‡ |
| `-เคฐ` | เคฐเฅ€เคคเคฟ, เคฐเคšเคจเคพเค•เคพเคฐ, เคฐเคฎเฅเคฏ |
#### Productive Suffixes
| Suffix | Examples |
|--------|----------|
| `-เค•` | เคชเคพเค‰เคจเฅเคกเค•, เคฌเคฐเฅเค—เค•, เคฐเคพเคœเคจเฅˆเคคเคฟเค• |
| `-เคฐ` | เคธเคฐเคฆเคฐ, เคตเคฟเคฐเฅเคงเฅเคจเค—เคฐ, เคฐเคšเคจเคพเค•เคพเคฐ |
| `-เคจ` | เค‰เคชเคชเฅเคฐเคงเคพเคจ, เคธเฅ‹เคฐเฅ‡เคจ, เคตเคฟเคฎเคพเคจ |
| `-เคธเคญ` | เคตเค‚เคถเคธเคญ, เคธเค‚เคนเคฟเคคเคพเคธเคญ, เคซเคฟเคฒเฅเคฎเคธเคญ |
| `-เคค` | เคชเคฐเฅˆเคค, เคœเฅ‹เคกเฅ‡เคค, เค‡เคธเคฒเฅ‡เคค |
| `-เคญ` | เคตเค‚เคถเคธเคญ, เคธเค‚เคนเคฟเคคเคพเคธเคญ, เคซเคฟเคฒเฅเคฎเคธเคญ |
| `-เคฒ` | เคฅเคพเค™เคชเคพเคฒ, เค•เคฐเคพเคฒ, เคจเคฟเค•เฅˆเคฒ |
| `-เคธ` | เค—เฅ‡เคŸเฅเคธ, เคฌเคธเฅ‹เคฌเคพเคธ, เคฌเคธ |
### 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 |
|------|----------|------------------|----------|
| `tion` | 2.90x | 12 contexts | motion, nation, action |
| `atio` | 2.93x | 9 contexts | nation, nations, station |
| `เค•เคธเคญเค•` | 1.87x | 16 contexts | เคฒเฅ‹เค•เคธเคญเค•, เค˜เคŸเค•เคธเคญเค•, เค…เค‚เค•เคธเคญเค• |
### 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 |
|--------|--------|-----------|----------|
| `-เคธ` | `-เค•` | 95 words | เคธเคฎเคฒเฅˆเค‚เค—เคฟเค•, เคธเฅเคฎเคพเคฐเค•เค• |
| `-เคช` | `-เค•` | 90 words | เคชเคพเค เค•เค•, เคชเคฐเคฎเฅ‡เคถเฅเคตเคฐเค• |
| `-เคฎ` | `-เค•` | 54 words | เคฎเฅˆเคฅเฅเคจเค•, เคฎเคพเค‰เคธเค• |
| `-เค•` | `-เค•` | 44 words | เค•เคพเคฎเคฐเคพเคจเค•, เค•เฅƒเคชเคพเคšเคพเคฐเฅเคฏเค• |
| `-เคต` | `-เค•` | 40 words | เคตเคฟเคงเฅ‡เคฏเค•, เคตเคพเคจเคฐเคธเคญเค• |
| `-เคจ` | `-เค•` | 35 words | เคจเคฟเคฌเคจเฅเคงเค•, เคจเคพเค‡เคœเฅ‡เคฐเคฟเคฏเคพเค• |
| `-เคธ` | `-เคฐ` | 35 words | เคธเคฟเคคเคฎเฅเคฌเคฐ, เคธเค™เฅเค—เฅ€เคคเค•เคพเคฐ |
| `-เค…` | `-เค•` | 35 words | เค…เค‚เค—เฅ‚เคฐเค•, เค…เคชเฅเคธเคฐเคพเค• |
| `-เค•` | `-เคฐ` | 31 words | เค•เคฎเคพเคจเฅเคกเคฐ, เค•เคฐเฅเคฎเค•เคพเคฐ |
| `-เคฎ` | `-เคฐ` | 30 words | เคฎเฅ‹เคคเฅ€เคชเฅเคฐ, เคฎเค‚เคกเฅ‹เคฐ |
### 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 |
|------|-----------------|------------|------|
| เค‡เคฒเฅ‡เค•เฅเคŸเฅเคฐเคฟเค•เคฒ | **`เค‡เคฒเฅ‡เค•เฅเคŸเฅเคฐเคฟ-เค•-เคฒ`** | 7.5 | `เค•` |
| เคตเคฟเคถเฅเคตเคตเคฟเคฆเฅเคฏเคพเคฒเคฏ | **`เคตเคฟเคถเฅเคตเคตเคฟเคฆเฅเคฏเคพ-เคฒ-เคฏ`** | 7.5 | `เคฒ` |
| เคœเคจเค•เคฆเฅเคตเคพเคฐเคพ | **`เคœเคจ-เค•-เคฆเฅเคตเคพเคฐเคพ`** | 7.5 | `เคฆเฅเคตเคพเคฐเคพ` |
| เคฐเคพเคทเฅเคŸเฅเคฐเฅ€เคฏเค•เคฐเคฃ | **`เคฐเคพเคทเฅเคŸเฅเคฐเฅ€เคฏ-เค•-เคฐเคฃ`** | 7.5 | `เค•` |
| เคฎเคนเคพเคธเคžเฅเคšเคพเคฒเค•เค• | **`เคฎเคนเคพเคธเคžเฅเคšเคพเคฒ-เค•-เค•`** | 7.5 | `เค•` |
| เคธเคฎเคฏเค…เคจเฅเคธเคพเคฐ | **`เคธเคฎ-เคฏ-เค…เคจเฅเคธเคพเคฐ`** | 7.5 | `เค…เคจเฅเคธเคพเคฐ` |
| เคœเคผเฅเคฏเคพเคฆเคพเคคเคฐ | **`เคœเคผเฅเคฏเคพเคฆเคพ-เคค-เคฐ`** | 7.5 | `เคค` |
| เคธเคฎเคฐเฅเคฅเค•เคธเคญเค• | **`เคธเคฎเคฐเฅเคฅ-เค•-เคธเคญเค•`** | 7.5 | `เค•` |
| เค‰เคชเคœเคฟเคฒเคพเคธเคญเค• | **`เค‰เคช-เคœเคฟเคฒเคพ-เคธเคญเค•`** | 6.0 | `เคœเคฟเคฒเคพ` |
| เคฎเคฟเคฒเคฟเคฏเคจเฅ‡เคฏเคฐเค• | **`เคฎเคฟเคฒเคฟเคฏเคจเฅ‡เคฏเคฐ-เค•`** | 4.5 | `เคฎเคฟเคฒเคฟเคฏเคจเฅ‡เคฏเคฐ` |
| เคฎเคจเฅเคคเฅเคฐเคฟเคฎเคฃเฅเคกเคฒ | **`เคฎ-เคจ-เฅเคคเฅเคฐเคฟเคฎเคฃเฅเคกเคฒ`** | 4.5 | `เฅเคคเฅเคฐเคฟเคฎเคฃเฅเคกเคฒ` |
| เคตเคฟเคทเฅเคซเฅ‹เคŸเคจเค• | **`เคตเคฟเคทเฅเคซเฅ‹เคŸเคจ-เค•`** | 4.5 | `เคตเคฟเคทเฅเคซเฅ‹เคŸเคจ` |
| เค—เคพเคœเคฟเคฏเคพเคฌเคพเคฆเค• | **`เค—เคพเคœเคฟเคฏเคพเคฌเคพเคฆ-เค•`** | 4.5 | `เค—เคพเคœเคฟเคฏเคพเคฌเคพเคฆ` |
| เค—เคฟเคฐเคซเฅเคคเคพเคฐเฅ€เค• | **`เค—เคฟเคฐเคซเฅเคคเคพเคฐเฅ€-เค•`** | 4.5 | `เค—เคฟเคฐเคซเฅเคคเคพเคฐเฅ€` |
| religions | **`religion-s`** | 4.5 | `religion` |
### 6.6 Linguistic Interpretation
> **Automated Insight:**
The language Maithili 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 (4.37x) |
| N-gram | **2-gram** | Lowest perplexity (1,743) |
| Markov | **Context-4** | Highest predictability (97.8%) |
| 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 11:39:06*