【NLP实战系列】朴素贝叶斯文本分类实战

实战是学习一门技术最好的方式,也是深入了解一门技术唯一的方式。因此,NLP专栏计划推出一个实战专栏,让有兴趣的同学在看文章之余也可以自己动手试一试。

本篇介绍自然语言处理中一种比较简单,但是有效的文本分类手段:朴素贝叶斯模型。

作者&编辑 | 小Dream哥

1 朴素贝叶斯介绍 

贝叶斯决策论是在统计概率框架下进行分类决策的基本方法。对于分类任务来说,在所有相关概率都已知的情况下,贝叶斯决策论考虑如何基于这些概率和误判损失来预测分类。

朴素贝叶斯模型在训练过程,利用数据集D,计算P(c),P(x_i|c)。在预测时,输入样本,利用贝叶斯公式,计算n个类别的概率,最后输出概率最大的那个类别,作为预测的类别。

朴素贝叶斯模型分类的理论相关知识,在文章 【NLP】经典分类模型朴素贝叶斯解读 中有详细的介绍,感兴趣或者不清楚的朋友可以出门左转,再看一下。

假如我们有语料集D,文本可分为(c_1,c_2,...,c_n)个类别,我们根据语料集D,计算每个类别出现的概率P(c_i),以及当文本类别为c_i时,词x_i出现的概率P(x_i|c_i)。这样一个由m个词构成的文本(x_1,x_2,...,x_m)就可以根据上述公式预测出文本是各个类别的概率。

2 NLTK

Natural Language Toolkit,NLTK是一个开源的项目,包含:Python模块,数据集和教程,用于NLP的研究和开发,是一个不错的python工具包。此次我们介绍用NLTK里的NaiveBayesClassifier模块,来进行文本分类。

3 数据集准备

因为是文本分类任务,所以数据集是按类别分好的一系列文本,如下图所示:

这里因为只是展示,数据集比较简单,只有3个类别。在一个类别内,每条数据之间用分号隔开。

4 数据读取

数据读取的代码如下所示:

#1 进行数据读取

def read_data(filename):

data = []

with open(filename, encoding='utf-8') as f:

for line in f:

(label, sentences) = line.split('\t')

sentence_list = sentences.split(';')

data.extend([(sentence,label) for sentence in sentence_list if sentence])

#

最后返回的是一个列表,结构如下[('我要打车','get_a_taxi'),('明天天气怎么样','get_weather')。。。]

return data

数据读取过程的任务很简单,就是从语料文件中将语料读到内存中,组织成一个列表,列表中每一项组成为(data,label),如('明天天气怎么样','get_weather')。

5 特征选择及训练数据集构建

利用分词后的词性作为训练数据特征。最后喂给模型的数据是一个 类似这样的列表

[({“t”:“明天”,“n”:“天气”,“r”:“怎么样” }, 'get_weather') ,... ]

#2.1 停用词处理
def delte_stop_word(sentence):
for word in stop_word:
if word in sentence:
sentence.replace(word, '')
return sentence
#2 进行特征选择,这里利用分词后的词性作为特征
def get_word_features(sentence):
data = {}
sentence = delte_stop_word(sentence)
seg_list = pesg.cut(sentence)
for word, tag in seg_list:
data[tag] = word
return data

#3 构建训练数据集
def get_features_sets(datafile):
feature_sets = []
for sentence, label in read_data(datafile):
feature = get_word_features(sentence)
feature_sets.append((feature, label))
return feature_sets  

6 训练及预测

训练及预测的过程很简单,就是调用NLTK的NaiveBayesClassifier模块,代码如下:

#训练模型

classifier = nltk.NaiveBayesClassifier.train(

get_features_sets('data.txt') )

#预测某一个文本的类别

predict_label = classifier.classify(get_word_features('请问明天的天气怎么样?') )

print(predict_label) ## get_weather

# 预测某一个文本为某一个类别的概率 print(classifier.prob_classify(get_word_features('请问明天的天气怎么样?')).prob(predict_label)) # 0.995154

我们展示一下预测的结果:

至此,介绍了如何利用NLTK的NaiveBayesClassifier模块进行文本分类,代码在我们有三AI的github可以下载:

https://github.com/longpeng2008/yousan.ai/tree/master/natural_language_processing

找到intention文件夹,执行python3 intent_recognition.py就可以运行了。

总结

文本分类常常用于 情感分析、意图识别 等NLP相关的任务中,是一个非常常见的任务, 朴素贝叶斯本质上统计语料中对应类别中相关词出现的频率,并依此来预测测试文本。 总的来说,它是一种非常便捷,效果可以接受的方法。

我们也会在 知识星球 讨论其他文本分类方法,感兴趣扫描下面的二维码了解。

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下期预告:命名实体识别实践

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