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python 中文文本分类(fudan)
2024-11-10 22:29

1,预处理

python 中文文本分类(fudan)

2,中文分词

3,结构化表示–构建词向量空间

4,权重策略–TF-IDF

5,分类器

6,评价

1.1得到训练集语料库

推荐语料库:复旦中文文本分类语料库,下载链接:http://download.csdn.net/detail/github_36326955/9747927 将下载的语料库解压后,请自己修改文件名和路径,例如路径可以设置为 ./train_corpus/, 其下则是各个类别目录如:./train_corpus/C3-Art,……, rain_corpusC39-Sports 1.2得到测试语料库

路径修改参考1.1,例如可以设置为 ./test_corpus/ 1.3其他

 

本小节的目标是: 1,告诉你中文分词的实际操作。

2,告诉你中文分词的算法。

2.1概述

中文分词有其特有的难点(相对于英文而言,最终完全解决中文分词的算法是基于概率图模型的条件随机场(CRF)。(可以参考博主的另一篇博文) 当然,在实际操作中,即使你对于相关算法不甚了解,也不影响你的操作,中文分词的工具有很多。但是比较著名的几个都是基于java的,这里推荐python的第三方库jieba(所采用的算法就是条件随机场)。对于非专业文档绰绰有余。如果你有强迫症,希望得到更高精度的分词工具,可以使用开源项目Anjs(基于java,你可以将这个开源项目与python整合。 关于分词库的更多讨论可以参考这篇文章:https://www.zhihu.com/question/19651613

你可以通过pip安装jieba:打开cmd,切换到目录 …/python/scripts/,执行命令:pip install jieba 或者你也可以在集成开发平台上安装jieba,例如,如果你用的是pycharm,可以点击file-settings-project:xxx-Projuect Interpreter.其他平台也都有类似的安装方法。

2.2分词操作

2.2.1 首先讲解jieba分词使用方法(详细的和更进一步的,可以参考这个链接

 

2.2.2

接下来,我们将要通过python编程,来将1.1节中的 ./train_corpus/原始训练语料库和1.2节中的./test_corpus/原始测试语料库进行分词,分词后保存的路径可以设置为

./train_corpus_seg/和./test_corpus_seg/

代码如下,思路很简单,就是遍历所有的txt文本,然后将每个文本依次进行分词。你唯一需要注意的就是写好自己的路径,不要出错。下面的代码已经给出了非常详尽的解释,初学者也可以看懂。如果你还没有明白,或者在运行中出现问题(其实根本不可能出现问题,我写的代码,质量很高的。。。,都可以发邮件给我,邮件地址在代码中,或者在博文下方评论中给出。

 

截止目前,我们已经得到了分词后的训练集语料库和测试集语料库,下面我们要把这两个数据集表示为变量,从而为下面程序调用提供服务。我们采用的是Scikit-Learn库中的Bunch数据结构来表示这两个数据集。你或许对于Scikit-Learn和Bunch并不是特别了解,而官方的技术文档有两千多页你可能也没耐心去看,好在你们有相国大人。下面我们 以这两个数据集为背景,对Bunch做一个非常通俗的讲解,肯定会让你一下子就明白。

首先来看看Bunch:

Bunch这玩意儿,其实就相当于python中的字典。你往里面传什么,它就存什么。

好了,解释完了。

是不是很简单

在本篇博文中,你对Bunch能够有这种层次的理解,就足够了。如果你想继续详细透彻的理解Bunch,请见博主的另一篇博文《暂时还没写,写完在这里更新链接》

接下来,让我们看看的我们的数据集(训练集)有哪些信息

1,类别,也就是所有分类类别的集合,即我们./train_corpus_seg/和./test_corpus_seg/下的所有子目录的名字。我们在这里不妨把它叫做target_name(这是一个列表) 2,文本文件名。例如./train_corpus_seg/art/21.txt,我们可以把所有文件名集合在一起做一个列表,叫做filenames 3,文本标签(就是文本的类别,不妨叫做label(与2中的filenames一一对应) 例如2中的文本“21.txt”在./train_corpus_seg/art/目录下,则它的标签就是art。

文本标签与1中的类别区别在于:文本标签集合里面的元素就是1中类别,而文本标签集合的元素是可以重复的,因为./train_corpus_seg/art/目录下有好多文本,不是吗?相应的,1中的类别集合元素显然都是独一无二的类别。

4,文本内容(contens)。 上一步代码我们已经成功的把文本内容进行了分词,并且去除掉了所有的换行,得到的其实就是一行词袋(词向量,每个文本文件都是一个词向量。这里的文本内容指的就是这些词向量。

那么,用Bunch表示,就是

from sklearn.datasets.base import Bunch bunch = Bunch(target_name=[],label=[],filenames=[],contents=[])

我们在Bunch对象里面创建了有4个成员

target_name:是一个list,存放的是整个数据集的类别集合。

label:是一个list,存放的是所有文本的标签。

filenames:是一个list,存放的是所有文本文件的名字。

contents:是一个list,分词后文本文件词向量形式

如果你还没有明白,看一下下面这个图,你总该明白了

Bunch:

下面,我们将文本文件转为Bunch类形

 

在第2节中,我们对原始数据集进行了分词处理,并且通过绑定为Bunch数据类型,实现了数据集的变量表示。事实上在第2节中,我们通过分词,已经将每一个文本文件表示为了一个词向量了。也许你对于什么是词向量并没有清晰的概念,这里有一篇非常棒的文章《Deep Learning in NLP (一)词向量和语言模型》,简单来讲,词向量就是词向量空间里面的一个向量。

你可以类比为三维空间里面的一个向量,例如

如果我们规定词向量空间为(我,喜欢,相国大人,这相当于三维空间里面的(x,y,z)只不过这里的x,y,z的名字变成了“我”,“喜欢”,“相国大人”

现在有一个词向量是:我 喜欢 喜欢相国大人

表示在词向量空间中就变为(1,2,1,归一化后可以表示为(0.166666666667 0.333333333333 0.166666666667)表示在刚才的词向量空间中就是这样

但是在我们第2节处理的这些文件中,词向量之间的单词个数并不相同,词向量的涵盖的单词也不尽相同。他们并不在一个空间里,换句话说,就是他们之间没有可比性,例如

词向量1:我 喜欢 相国大人,对应的词向量空间是(我,喜欢,相国大人,可以表示为(1,1,1

词向量2:她 不 喜欢 我,对应的词向量空间是(她,不,喜欢,我,可以表示为(1,1,1,1

两个空间不一样

因此,接下来我们要做的,就是把所有这些词向量统一到同一个词向量空间中,例如,在上面的例子中,我们可以设置词向量空间为(我,喜欢,相国大人,她,不

这样,词向量1和词向量2分别可以表示为(1,1,1,0,0)和(1,1,0,1,1,这样两个向量就都在同一个空间里面了。可以进行比较和各种运算了。

也许你已经发现了,这样做的一个很糟糕的结果是,我们要把训练集内所有出现过的单词,都作为一个维度,构建统一的词向量空间,即使是中等大小的文本集合,向量维度也很轻易就达到数十万维。为了节省空间,我们首先将训练集中每个文本中一些垃圾词汇去掉。所谓的垃圾词汇,就是指意义模糊的词,或者一些语气助词,标点符号等等,通常他们对文本起不了分类特征的意义。这些垃圾词汇我们称之为停用词。把所有停用词集合起来构成一张停用词表格,这样,以后我们处理文本时,就可以从这个根据表格,过滤掉文本中的一些垃圾词汇了。

你可以从这里下载停用词表:hlt_stop_words.txt

存放在这里路径中:train_word_bag/hlt_stop_words.txt

下面的程序,目的就是要将训练集所有文本文件(词向量)统一到同一个词向量空间中。值得一提的是,在词向量空间中,事实上不同的词,它的权重是不同的,它对文本分类的影响力也不同,为此我们希望得到的词向量空间不是等权重的空间,而是不同权重的词向量空间。我们把带有不同权重的词向量空间叫做“加权词向量空间”,也有的技术文档将其称为“加权向量词袋”,一个意思。

现在的问题是,如何计算不同词的权重呢

什么是TF-IDF?今后有精力我会在这里更新补充,现在,先给你推荐一篇非常棒的文章《使用scikit-learn工具计算文本TF-IDF值》

下面,我们假定你已经对TF-IDF有了最基本的了解。请你动动你的小脑袋瓜想一想,我们把训练集文本转换成了一个TF-IDF词向量空间,姑且叫它为A空间吧。那么我们还有测试集数据,我们以后实际运用时,还会有新的数据,这些数据显然也要转到词向量空间,那么应该和A空间为同一个空间吗

是的。

即使测试集出现了新的词汇(不是停用词,即使新的文本数据有新的词汇,只要它不是训练集生成的TF-IDF词向量空间中的词,我们就都不予考虑。这就实现了所有文本词向量空间“大一统”,也只有这样,大家才在同一个世界里。才能进行下一步的研究。

下面的程序就是要将训练集所有文本文件(词向量)统一到同一个TF-IDF词向量空间中(或者叫做用TF-IDF算法计算权重的有权词向量空间)。这个词向量空间最终存放在train_word_bag/tfdifspace.dat中。

这段代码你可能有点看不懂,因为我估计你可能比较懒,还没看过TF-IDF(尽管我刚才已经给你推荐那篇文章了)。你只需要明白,它把一大坨训练集数据成功的构建了一个TF-IDF词向量空间,空间的各个词都是出自这个训练集(去掉了停用词)中,各个词的权值也都一并保存了下来,叫做权重矩阵。

需要注意的是,你要明白,权重矩阵是一个二维矩阵,a[i][j]表示,第i个词在第j个类别中的IF-IDF值(看到这里,我估计你压根就没去看那篇文章,所以你可能到现在也不知道 这是个啥玩意儿。。。

请记住权重矩阵这个词,代码解释中我会用到。

 

上面的代码运行之后,会将训练集数据转换为TF-IDF词向量空间中的实例,保存在train_word_bag/tfdifspace.dat中,具体来说,这个文件里面有两个我们感兴趣的东西,一个是vocabulary,即词向量空间坐标,一个是tdm,即训练集的TF-IDF权重矩阵。

接下来,我们要开始第5步的操作,设计分类器,用训练集训练,用测试集测试。在做这些工作之前,你一定要记住,首先要把测试数据也映射到上面这个TF-IDF词向量空间中,也就是说,测试集和训练集处在同一个词向量空间(vocabulary相同,只不过测试集有自己的tdm,与训练集(train_word_bag/tfdifspace.dat)中的tdm不同而已。

同一个世界,同一个梦想。

至于说怎么弄,请看下节。

这里我们采用的是朴素贝叶斯分类器,今后我们会详细讲解它。

现在,你即便不知道这是个啥玩意儿,也一点不会影响你,这个分类器我们有封装好了的函数,MultinomialNB,这玩意儿获取训练集的权重矩阵和标签,进行训练,然后获取测试集的权重矩阵,进行预测(给出预测标签)。

下面我们开始动手实践吧

首先,我们要把测试数据也映射到第4节中的那个TF-IDF词向量空间上

 

你已经发现了,这段代码与第4节几乎一模一样,唯一不同的就是在第39~41行中,我们导入了第4节中训练集的IF-IDF词向量空间,并且第41行将训练集的vocabulary赋值给测试集的vocabulary,第43行增加了入口参数vocabulary,原因在上一节中都已经说明,不再赘述。

考虑到第4节和刚才的代码几乎完全一样,因此我们可以将这两个代码文件统一为一个

 

对测试集进行了上述处理后,接下来的步骤,变得非常简单。

 

当然,你也可以采用其他分类器,比如KNN

评价部分的实际操作我们已经在上一节的代码中给出了。这里主要是要解释一下代码的含义,以及相关的一些概念。

截止目前,我们已经完成了全部的实践工作。接下来,你或许希望做的是

1,分词工具和分词算法的研究

2,文本分类算法的研究

这些内容,博主会在今后的时间里,专门研究并写出博文。

整个工程的完整源代码到这里下载

https://github.com/sunxiangguo/chinese_text_classification

需要说明的是,在工程代码和本篇博文中,细心的你已经发现了,我们所有的路径前面都有一个点“. /”,这主要是因为我们不知道您会将工程建在哪个路径内,因此这个表示的是你所在项目的目录,本篇博文所有路径都是相对路径。因此你需要自己注意一下。工程里面语料库是空的,因为上传资源受到容量的限制。你需要自己添加。

我们的这些工作究竟实不实用?这是很多人关心的问题。事实上,本博文的做法,是最经典的文本分类思想。也是你进一步深入研究文本分类的基础。在实际工作中,用本文的方法,已经足够胜任各种情况了。

那么,我们也许想问,有没有更好,更新的技术?答案是有的。未来,博主会集中介绍两种技术

1.利用LDA模型进行文本分类

2.利用深度学习进行文本分类

利用深度学习进行文本分类,要求你必须对深度学习的理论有足够多的掌握。

为此,你可以参考博主的其他博文

例如下面的这个系列博文《卷积神经网络CNN理论到实践》。

这是一些列的博文。与网上其他介绍CNN的博文不同的是

  1. 我们会全方位,足够深入的为你讲解CNN的知识。包括很多,你之前在网上找了很多资料也没搞清楚的东西。
  2. 我们会利用CNN做文本分类的实践。
  3. 我们会绘制大量精美的示意图。保证博文的高质量和美观。

以上就是“python 中文文本分类(fudan)”的全部内容,希望对你有所帮助。 ​ ​关于Python技术储备

学好 Python 不论是就业还是做副业赚钱都不错,但要学会 Python 还是要有一个学习规划。最后大家分享一份全套的 Python 学习资料,给那些想学习 Python 的小伙伴们一点帮助

一、Python所有方向的学习路线

Python所有方向的技术点做的整理,形成各个领域的知识点汇总,它的用处就在于,你可以按照上面的知识点去找对应的学习资源,保证自己学得较为全面。

在这里插入图片描述

二、Python必备开发工具

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三、Python视频合集

观看零基础学习视频,看视频学习是最快捷也是最有效果的方式,跟着视频中老师的思路,从基础到深入,还是很容易入门的。

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四、实战案例

光学理论是没用的,要学会跟着一起敲,要动手实操,才能将自己的所学运用到实际当中去,这时候可以搞点实战案例来学习。

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五、Python练习题

检查学习结果。

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六、面试资料

我们学习Python必然是为了找到高薪的工作,下面这些面试题是来自阿里、腾讯、字节等一线互联网大厂最新的面试资料,并且有阿里大佬给出了权威的解答,刷完这一套面试资料相信大家都能找到满意的工作。

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最后祝大家天天进步

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