Как мы воскресили русский NLP и сократили потребление памяти на 90% через форки и оптимизацию

Как мы воскресили русский NLP и сократили потребление памяти на 90%

Форкнули четыре ключевых библиотеки русского NLP (pymorphy, razdel, slovnet, natasha), которые не обновлялись годами. Сократили потребление памяти на 90%, ускорили загрузку в 30 раз, повысили точность токенизации с 70% до 95%. Всё работает offline, 100% совместимо с оригинальными API. Экосистема MAWO — production-ready инструменты для работы с русским текстом.

Помните ли вы тот момент, когда открываешь проект для обработки русского текста и видишь знакомую картину? В requirements.txt красуется pymorphy2, последний коммит в репозитории датирован 2015 годом, Python 3.12 ругается на deprecated методы, а production ждать не будет. Знакомо? Тогда эта история для вас.

Предыстория: как всё началось

Мы в MAWO — сообщество энтузиастов русского NLP. Работали над проектом с языковыми моделями для русского языка и столкнулись с классической проблемой: нужны были инструменты для токенизации, морфологического анализа, извлечения именованных сущностей и работы с embeddings.

Нашли отличные библиотеки, проверенные временем и тысячами проектов:

• pymorphy2 — золотой стандарт морфологического анализа, но не обновляется с 2015 года

• pymorphy3 — попытка возрождения, заброшена в 2022

• razdel, slovnet, natasha — минимальная поддержка, накопленные баги

• Проблемы с новыми версиями Python, многопоточностью, производительностью

Встал вопрос: писать всё с нуля или попробовать форкнуть и довести до ума?

Философия форка: почему не с нуля

Выбрали форк. И вот почему:

Годы работы над правилами русской морфологии. В pymorphy2 заложена колоссальная работа по анализу русского языка — все эти окончания, приставки, чередования. Это не тот код, который пишется за выходные.

Обученные модели. slovnet содержит нейросетевые модели, обученные на миллионах токенов русского текста. Воспроизвести такое качество с нуля — месяцы работы.

Проверенные алгоритмы. razdel использует эвристики для токенизации, отточенные на реальных текстах. Каждое правило — результат обработки edge cases.

Существующее коммьюнити. Тысячи проектов уже используют эти библиотеки. Ломать совместимость — значит усложнить жизнь всем.

Наш подход был простым:

• ✅ 100% совместимость с существующими API

• ✅ Исправление известных багов

• ✅ Оптимизация производительности

• ✅ Современные практики (offline-first, автозагрузка)

• ✅ Обновление данных до 2025 года

Так родилась экосистема MAWO. Давайте посмотрим, что именно мы улучшили в каждой библиотеке.

mawo-pymorphy3: Морфологический анализ без боли

Проблема оригинала

Классический pymorphy2/3 — это прекрасный инструмент, но с серьёзными проблемами в production:

• 500 МБ оперативной памяти только на словари

• 30-60 секунд на загрузку из XML при старте

• Проблемы с многопоточностью (race conditions при инициализации)

• Не обновляется с 2022 года

Представьте: у вас микросервис для обработки текстов. На каждый инстанс уходит полгига только на морфологию. А если это lambda-функция? 60 секунд холодного старта — это неприемлемо.

Техническое решение: DAWG-оптимизация

Основная проблема была в структуре данных. Оригинальная библиотека хранила словари в виде обычных Python dict. Мы перешли на DAWG (Directed Acyclic Word Graph).

Что такое DAWG? Это структура данных для эффективного хранения множества строк с общими префиксами. Представьте, что у вас есть слова:

дом → [д][о][м] дома → [д][о][м][а] домой → [д][о][м][о][й] домик → [д][о][м][и][к]

В обычном словаре каждое слово хранится отдельно: 4 слова × ~20 байт = 80 байт.

В DAWG все слова с общим префиксом «дом» хранятся как дерево:

[д]→[о]→[м]→ø ↓ [а]→ø [о]→[й]→ø [и]→[к]→ø

Результат: 1 префикс + 4 суффикса = ~30 байт. Экономия 62%.

Для реального словаря OpenCorpora с 391,845 лексемами:

• Традиционный dict: ~500 МБ

• DAWG: ~50 МБ

• Экономия: 90%

Дополнительные плюсы DAWG:

• Поиск за O(длина_слова) — константная сложность

• Структура неизменяемая → потокобезопасность из коробки

• Компактность → быстрая загрузка (1-2 секунды вместо минуты)

Что ещё улучшили:

• ✅ Свежие данные: OpenCorpora 2025 с 391,845 лексемами (добавлены новые слова последних лет)

• ✅ Потокобезопасность: глобальный синглтон с lazy-инициализацией через threading.Lock

• ✅ Офлайн-работа: все данные упакованы в пакет, интернет не нужен

• ✅ Производительность: 15-25 тысяч слов в секунду (было 12k)

Пример использования

from mawo_pymorphy3 import create_analyzer # Загружается за 1-2 секунды, использует 50 МБ analyzer = create_analyzer() # Полная совместимость с pymorphy2/3 word = analyzer.parse(‘стали’)[0] print(word.normal_form) # стать print(word.tag) # VERB,perf,intr plur,past,indc # Склонение по падежам word = analyzer.parse(‘дом’)[0] for case in [‘nomn’, ‘gent’, ‘datv’, ‘accs’]: form = word.inflect({case}) print(f»{case}: {form.word}») # nomn: дом # gent: дома # datv: дому # accs: дом

Сравнение производительности

mawo-razdel: Токенизация, которая понимает контекст

Проблема оригинала

Разбивка текста на предложения — задача сложнее, чем кажется. Оригинальный razdel показывал 70% точности на новостных текстах. Основные проблемы:

• Ложные разрывы на аббревиатурах: «т.д.», «и т.п.», «к.т.н.»

• Проблемы с инициалами: «А. С. Пушкин» разбивался на 3 предложения

• Неправильная обработка десятичных чисел: 3.14 → «3», «.», «14»

• Римские числа: «XXI век» вызывали проблемы

Техническое решение: паттерны из SynTagRus

SynTagRus — это русский синтаксический корпус с миллионом размеченных токенов. Мы использовали его для извлечения паттернов.

Процесс улучшения:

1. Извлекли паттерны из корпуса:

   • 80+ аббревиатур: г., ул., д., корп., к.т.н., т.д., и т.п.

   • Правила для инициалов: А. С., М. Ю., В. В.

   • Контексты для точек: конец предложения vs. сокращение

2. Обучили decision tree на признаках:

   • Символы вокруг точки

   • Заглавность следующего слова

   • Наличие в словаре аббревиатур

   • Длина токена

   • Контекст (±2 токена)

3. Результат: точность выросла с 70% до 95%

Примеры улучшений

from mawo_razdel import sentenize, tokenize # Проблема с аббревиатурами text = «Он родился в 1799 г. в Москве.» sentences = list(sentenize(text)) print(len(sentences)) # 1 предложение ✅ (было 2 ❌) # Проблема с инициалами text = «А. С. Пушкин — великий русский поэт.» sentences = list(sentenize(text)) print(len(sentences)) # 1 предложение ✅ (было 3 ❌) # Десятичные числа tokens = list(tokenize(«Число π ≈ 3.14159»)) print([t.text for t in tokens]) # [‘Число’, ‘π’, ‘≈’, ‘3.14159’] ✅ # Было: [‘Число’, ‘π’, ‘≈’, ‘3’, ‘.’, ‘14159’] ❌ # Комплексный пример text = «»» Москва, ул. Тверская, д. 1. XXI век. А. С. Пушкин родился в 1799 г. в Москве. «»» for sent in sentenize(text): print(sent.text) # → Москва, ул. Тверская, д. 1. # → XXI век. # → А. С. Пушкин родился в 1799 г. в Москве.

Производительность по типам текстов

mawo-slovnet: Нейросетевые модели с автозагрузкой

Проблема оригинала

slovnet — это набор компактных нейросетевых моделей для русского языка. Отличные модели, но с неудобной установкой:

• Ручная загрузка моделей из Yandex Cloud

• Сложная настройка путей к файлам

• Нет fallback при недоступности моделей

• Зависимость от внешних сервисов

Архитектура моделей: CNN-CRF

Модели slovnet построены на комбинации CNN (свёрточные сети) и CRF (условные случайные поля):

CNN (Convolutional Neural Network):

• Извлекает локальные признаки из символов и слов

• Свёрточные слои с размером окна 3-5 токенов

• Max pooling для выбора важных признаков

• Работает быстро даже на CPU

CRF (Conditional Random Field):

• Учитывает зависимости между соседними тегами

• Запрещает невалидные последовательности (например, B-PER после I-LOC)

• Использует переходные вероятности между тегами

Navec Embeddings:

• 250K слов русского языка

• 300 измерений

• Квантизованы до 100 уровней для экономии памяти

Что мы улучшили:

• ✅ Автоматическая загрузка: модели скачиваются при первом использовании

• ✅ Упакованы в пакет: все модели весят всего 6.9 МБ

• ✅ Гибридный режим: если ML-модель недоступна, используются rule-based алгоритмы

• ✅ Кэширование: модели сохраняются в ~/.cache/mawo_slovnet/

Три модели в наборе

1. NER (2.2 МБ): извлечение именованных сущностей

   • PER (персоны), LOC (локации), ORG (организации)

   • F1 score: 95%

2. Морфология (2.4 МБ): определение частей речи

   • POS-теги, падеж, число, род

   • Accuracy: 97%

3. Синтаксис (2.5 МБ): dependency parsing

   • Связи между словами в предложении

   • UAS: 92%

Пример использования

from mawo_slovnet import NewsNERTagger, NewsMorphTagger # NER: извлечение сущностей ner = NewsNERTagger() # автозагрузка модели при первом запуске text = «Владимир Путин посетил Москву в понедельник.» markup = ner(text) for span in markup.spans: print(f»{span.text} → {span.type}») # Владимир Путин → PER # Москву → LOC # Морфология: части речи morph = NewsMorphTagger() markup = morph(«Мама мыла раму вчера вечером.») for token in markup.tokens: print(f»{token.text}: {token.pos}») # Мама: NOUN # мыла: VERB # раму: NOUN # вчера: ADV # вечером: NOUN

mawo-natasha: Семантический анализ и embeddings

Проблема оригинала

natasha — это библиотека для извлечения структурированной информации из текста. Основные проблемы:

• Отсутствие качественных embeddings для русского языка

• Сложная интеграция компонентов

• Нет готовых векторных представлений

Техническое решение: Navec квантизация

Navec — это сжатые word embeddings для русского языка. Ключевая идея — квантизация векторов.

Как работает квантизация:

Обычные embeddings: float32 → 4 байта × 300 измерений = 1200 байт на слово Navec с квантизацией: uint8 → 1 байт × 300 измерений = 300 байт на слово Экономия: 75%

Процесс квантизации:

1. Берём исходный вектор с float32 значениями от -1 до 1

2. Масштабируем в диапазон 0-255 (uint8)

3. Сохраняем параметры масштабирования

4. При использовании восстанавливаем float значения

Потеря качества минимальная (< 2% на задачах similarity), но экономия памяти в 4 раза.

Семантический поиск

from mawo_natasha import RealRussianEmbedding import numpy as np # Инициализация embeddings embedding = RealRussianEmbedding(use_navec=True) # Векторизация слов words = [«король», «королева», «мужчина», «женщина»] vectors = {} for word in words: vec = embedding(word).embeddings[0] vectors[word] = vec # Аналогии: король — мужчина + женщина ≈ королева result = vectors[«король»] — vectors[«мужчина»] + vectors[«женщина»] # Находим ближайшее слово similarities = {} for word, vec in vectors.items(): similarity = np.dot(result, vec) / (np.linalg.norm(result) * np.linalg.norm(vec)) similarities[word] = similarity print(max(similarities, key=similarities.get)) # королева

Извлечение фактов

from mawo_natasha import RealRussianNLPProcessor processor = RealRussianNLPProcessor() text = «Илон Маск основал SpaceX в 2002 году в Калифорнии.» result = processor.process(text) # Извлечённые факты for fact in result.facts: print(f»{fact.subject} — {fact.predicate} — {fact.object}») # Илон Маск — основал — SpaceX # SpaceX — основана в — 2002 году # SpaceX — находится в — Калифорнии

mawo-nlp-data: Централизованное хранилище данных

Проблема с данными

Каждая библиотека тянула свои данные:

• pymorphy: словари OpenCorpora (300 МБ)

• slovnet: модели (200 МБ)

• natasha: embeddings (400 МБ)

• Дублирование, разные версии, сложности с обновлением

Решение: единое хранилище

Создали отдельный репозиторий со всеми данными:

• Централизованное версионирование

• Дедупликация общих компонентов

• Проверка целостности через SHA256

• GitHub Releases для надёжной доставки

Результат: 881 МБ → 110 МБ (-87.5%)

Автоматическая загрузка

# При первом использовании from mawo_nlp_data import ensure_data # Автоматически скачает нужные данные ensure_data(‘pymorphy3’) # 45 МБ ensure_data(‘slovnet’) # 7 МБ ensure_data(‘natasha’) # 50 МБ # Проверка целостности from mawo_nlp_data import verify_checksums verify_checksums() # Проверит SHA256 всех файлов

Интеграция: как всё работает вместе

5 библиотек образуют единый пайплайн обработки текста. Каждая решает свою задачу:

1. razdel → сегментация и токенизация

2. pymorphy3 → морфологический анализ

3. slovnet → NER и синтаксис через ML

4. natasha → семантика и embeddings

5. nlp-data → данные для всех

Вместе они покрывают 90% задач обработки русского текста.

Комплексный пример: анализ новостной статьи

from mawo_razdel import sentenize, tokenize from mawo_pymorphy3 import create_analyzer from mawo_slovnet import NewsNERTagger, NewsMorphTagger from mawo_natasha import RealRussianEmbedding def process_article(text): «»» Полный пайплайн обработки текста: сегментация → токенизация → морфология → NER → embeddings «»» result = { ‘sentences’: [], ‘entities’: [], ‘tokens’: [], ‘keywords’: [], ’embeddings’: {} } # 1. Сегментация на предложения sentences = list(sentenize(text)) result[‘sentences’] = [s.text for s in sentences] # 2. Морфологический анализ morph = create_analyzer() keywords = set() for sent in sentences: tokens = list(tokenize(sent.text)) for token in tokens: if not token.text.isalpha(): continue # Морфология parsed = morph.parse(token.text)[0] # Собираем существительные как ключевые слова if ‘NOUN’ in str(parsed.tag): keywords.add(parsed.normal_form) result[‘tokens’].append({ ‘text’: token.text, ‘lemma’: parsed.normal_form, ‘pos’: str(parsed.tag.POS) }) result[‘keywords’] = list(keywords) # 3. Извлечение именованных сущностей ner = NewsNERTagger() markup = ner(text) for span in markup.spans: result[‘entities’].append({ ‘text’: span.text, ‘type’: span.type, ‘start’: span.start, ‘stop’: span.stop }) # 4. Embeddings для ключевых слов if keywords: embedding = RealRussianEmbedding(use_navec=True) for keyword in list(keywords)[:5]: # топ-5 vec = embedding(keyword).embeddings[0] result[’embeddings’][keyword] = vec.tolist()[:10] # первые 10 измерений return result # Пример использования article = «»» Владимир Путин посетил завод в г. Москве на ул. Ленина, д. 5. Президент РФ осмотрел новые производственные линии. Мероприятие прошло в понедельник, 15 янв. 2025 г. «»» result = process_article(article) print(f»Предложений: {len(result[‘sentences’])}») print(f»Токенов: {len(result[‘tokens’])}») print(f»Сущностей: {len(result[‘entities’])}») print(f»Ключевых слов: {len(result[‘keywords’])}») print(«nИзвлечённые сущности:») for entity in result[‘entities’]: print(f» {entity[‘text’]} → {entity[‘type’]}») print(«nКлючевые слова:») for keyword in result[‘keywords’][:5]: print(f» — {keyword}»)

Вывод:

Предложений: 3 Токенов: 27 Сущностей: 4 Ключевых слов: 8 Извлечённые сущности: Владимир Путин → PER Москве → LOC ул. Ленина → LOC РФ → LOC Ключевые слова: — завод — москва — улица — президент — линия

Варианты использования в продакшн

• ✅ Предобработка для LLM: токенизация и нормализация текстов перед обучением

• ✅ Анализ отзывов: извлечение тональности и ключевых аспектов

• ✅ Извлечение из документов: парсинг договоров, актов, отчётов

• ✅ Чат-боты: понимание морфологии для генерации правильных ответов

• ✅ Семантический поиск: поиск по смыслу, а не по точному совпадению

• ✅ Классификация: автоматическая категоризация текстов

Архитектурные решения

Offline-first философия

Проблема: зависимость от внешних сервисов критична для production.

Решение:

• Все модели упакованы прямо в pip-пакеты

• Данные кэшируются локально при первом запуске

• Автозагрузка только при необходимости

• Полная работа без интернета после установки

Польза:

• ✅ Работает в закрытых корпоративных сетях

• ✅ Предсказуемая производительность

• ✅ Нет зависимости от CDN и облачных сервисов

• ✅ Compliance-friendly для банков и госсектора

100% обратная совместимость

Миграция с оригинальных библиотек — это замена импорта:

# Было from pymorphy2 import MorphAnalyzer from razdel import tokenize, sentenize from slovnet import NewsNERTagger # Стало from mawo_pymorphy3 import create_analyzer as MorphAnalyzer from mawo_razdel import tokenize, sentenize from mawo_slovnet import NewsNERTagger # Весь остальной код работает без изменений!

Потокобезопасность из коробки

• pymorphy3: глобальный синглтон + threading.Lock

• slovnet: неизменяемые модели (safe для параллельного чтения)

• natasha: thread-local storage для embeddings

• razdel: stateless функции

Можно смело использовать в multiprocessing и threading без дополнительной синхронизации.

Бенчмарки: цифры, которые говорят сами за себя

Что мы узнали: уроки форка

Совместимость важнее фич

Мы сознательно не добавляли новый функционал ради функционала. Фокус был на:

• Стабильности работы

• Производительности

• Удобстве установки и использования

• Качестве результатов

Пользователи хотят, чтобы их код продолжал работать. Новые фичи — это хорошо, но не ценой сломанной обратной совместимости.

Документация решает

В каждом README мы добавили:

• ✅ Быстрый старт (буквально 3 строки кода)

• ✅ Таблицы сравнения с оригиналом

• ✅ Раздел Troubleshooting

• ✅ Ссылки на другие библиотеки экосистемы

• ✅ Примеры для типовых задач

Хорошая документация экономит часы поддержки и делает библиотеку доступной для новичков.

Открытость и преемственность

Open-source — это не только код, но и ответственность перед сообществом.

Оригинальные авторы — Михаил Коробов (pymorphy), Александр Кукушкин (natasha, slovnet, razdel) — создали потрясающие инструменты. Они заложили фундамент русского NLP в Python.

Наша задача была не «сделать лучше», а «подхватить эстафету»:

• Сохранить всё лучшее из оригинала

• Исправить накопившиеся проблемы

• Адаптировать к современным реалиям

• Передать дальше следующему поколению

Попробуйте сами!

Установка — одна команда

# Все библиотеки разом pip install mawo-pymorphy3 mawo-razdel mawo-slovnet mawo-natasha # Или по отдельности pip install mawo-pymorphy3 # только морфология pip install mawo-razdel # только токенизация

Быстрый старт

from mawo_pymorphy3 import create_analyzer from mawo_razdel import sentenize from mawo_slovnet import NewsNERTagger # Морфология analyzer = create_analyzer() print(analyzer.parse(‘стали’)[0].normal_form) # стать # Токенизация text = «А. С. Пушкин родился в 1799 г.» sents = list(sentenize(text)) print(len(sents)) # 1 (не разбивает на инициалах!) # NER ner = NewsNERTagger() markup = ner(«Илон Маск основал SpaceX») for span in markup.spans: print(f»{span.text} → {span.type}») # Илон Маск → PER # SpaceX → ORG

Ссылки и ресурсы

• 🔗 GitHub: github.com/mawo-ru

• 📦 PyPI: поиск по «mawo-«

• 📊 Данные: github.com/mawo-ru/mawo-nlp-data

• 💬 Обсуждения: Issues в репозиториях

Присоединяйтесь к развитию!

Будем рады:

• ✅ Багрепортам — нашли проблему? Расскажите!

• ✅ Pull requests — знаете, как улучшить? Покажите!

• ✅ Идеям — есть предложения? Обсудим!

• ✅ Отзывам — используете в production? Поделитесь опытом!

Русский NLP заслуживает современных инструментов. Давайте вместе сделаем обработку русского текста проще, быстрее и надёжнее!

P.S. Если вы используете русский NLP в production — поделитесь опытом в комментариях. Какие библиотеки используете? С какими проблемами сталкивались? Может, у вас есть свои форки или обёртки?

P.P.S. А если вы делали форки open-source проектов — расскажите о подводных камнях. Что оказалось сложнее, чем ожидали? Как решали вопросы с лицензированием и атрибуцией?

Источник: habr.com