python使用Word2Vec進行情感分析解析
python實現情感分析(Word2Vec)
** 前幾天跟著老師做了幾個項目,老師寫的時候劈里啪啦一頓敲,寫了個啥咱也布吉島,線下自己就瞎琢磨,終于實現了一個最簡單的項目。輸入文本,然后分析情感,判斷出是好感還是反感。看最終結果:↓↓↓↓↓↓
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大概就是這樣,接下來實現一下。
實現步驟
加載數據,預處理
數據就是正反兩類,保存在neg.xls和pos.xls文件中,
數據內容類似購物網站的評論,分別有一萬多個好評和一萬多個差評,通過對它們的處理,變成我們用來訓練模型的特征和標記。
首先導入幾個python常見的庫,train_test_split用來對特征向量的劃分,numpy和pands是處理數據常見的庫,jieba庫用來分詞,joblib用來保存訓練好的模型,sklearn.svm是機器學習訓練模型常用的庫,我覺得核心的就是Word2Vec這個庫了,作用就是將自然語言中的字詞轉為計算機可以理解的稠密向量。
from sklearn.model_selection import train_test_splitimport numpy as npimport pandas as pdimport jieba as jbfrom sklearn.externals import joblibfrom sklearn.svm import SVCfrom gensim.models.word2vec import Word2Vec
加載數據,將數據分詞,將正反樣本拼接,然后創建全是0和全是1的向量拼接起來作為標簽,
neg =pd.read_excel('data/neg.xls',header=None,index=None) pos =pd.read_excel('data/pos.xls',header=None,index=None) # 這是兩類數據都是x值 pos[’words’] = pos[0].apply(lambda x:list(jb.cut(x))) neg[’words’] = neg[0].apply(lambda x:list(jb.cut(x))) #需要y值 0 代表neg 1代表是pos y = np.concatenate((np.ones(len(pos)),np.zeros(len(neg)))) X = np.concatenate((pos[’words’],neg[’words’]))
切分訓練集和測試集
利用train_test_split函數切分訓練集和測試集,test_size表示切分的比例,百分之二十用來測試,這里的random_state是隨機種子數,為了保證程序每次運行都分割一樣的訓練集和測試集。否則,同樣的算法模型在不同的訓練集和測試集上的效果不一樣。訓練集和測試集的標簽無非就是0和1,直接保存,接下來單獨處理特征向量。
X_train,X_test,y_train,y_test = train_test_split(X,y,test_size=0.2,random_state=3) #保存數據 np.save('data/y_train.npy',y_train) np.save('data/y_test.npy',y_test)
詞向量計算
網上搜到的專業解釋是這樣說的:使用一層神經網絡將one-hot(獨熱編碼)形式的詞向量映射到分布式形式的詞向量。使用了Hierarchical softmax, negative sampling等技巧進行訓練速度上的優化。作用:我們日常生活中使用的自然語言不能夠直接被計算機所理解,當我們需要對這些自然語言進行處理時,就需要使用特定的手段對其進行分析或預處理。使用one-hot編碼形式對文字進行處理可以得到詞向量,但是,由于對文字進行唯一編號進行分析的方式存在數據稀疏的問題,Word2Vec能夠解決這一問題,實現word embedding專業解釋的話我還是一臉懵,后來看了一個栗子,大概是這樣:word2vec也叫word embeddings,中文名“詞向量”,作用就是將自然語言中的字詞轉為計算機可以理解的稠密向量(Dense Vector)。在word2vec出現之前,自然語言處理經常把字詞轉為離散的單獨的符號,也就是One-Hot Encoder。
在語料庫中,杭州、上海、寧波、北京各對應一個向量,向量中只有一個值為1,其余都為0。但是使用One-Hot Encoder有以下問題。一方面,城市編碼是隨機的,向量之間相互獨立,看不出城市之間可能存在的關聯關系。其次,向量維度的大小取決于語料庫中字詞的多少。如果將世界所有城市名稱對應的向量合為一個矩陣的話,那這個矩陣過于稀疏,并且會造成維度災難。使用Vector Representations可以有效解決這個問題。Word2Vec可以將One-Hot Encoder轉化為低維度的連續值,也就是稠密向量,并且其中意思相近的詞將被映射到向量空間中相近的位置。如果將embed后的城市向量通過PCA降維后可視化展示出來,那就是這個樣子。
計算詞向量
#初始化模型和詞表 wv = Word2Vec(size=300,min_count=10) wv.build_vocab(x_train) # 訓練并建模 wv.train(x_train,total_examples=1, epochs=1) #獲取train_vecs train_vecs = np.concatenate([ build_vector(z,300,wv) for z in x_train]) #保存處理后的詞向量 np.save(’data/train_vecs.npy’,train_vecs) #保存模型 wv.save('data/model3.pkl') wv.train(x_test,total_examples=1, epochs=1) test_vecs = np.concatenate([build_vector(z,300,wv) for z in x_test]) np.save(’data/test_vecs.npy’,test_vecs)
•對句子中的所有詞向量取均值,來生成一個句子的vec
def build_vector(text,size,wv): #創建一個指定大小的數據空間 vec = np.zeros(size).reshape((1,size)) #count是統計有多少詞向量 count = 0 #循環所有的詞向量進行求和 for w in text: try: vec += wv[w].reshape((1,size)) count +=1 except: continue #循環完成后求均值 if count!=0: vec/=count return vec
訓練SVM模型
訓練就用SVM,sklearn庫已經封裝了具體的算法,只需要調用就行了,原理也挺麻煩,老師講課的時候我基本都在睡覺,這兒就不裝嗶了。(想裝裝不出來。。😭)
#創建SVC模型 cls = SVC(kernel='rbf',verbose=True) #訓練模型 cls.fit(train_vecs,y_train) #保存模型 joblib.dump(cls,'data/svcmodel.pkl') #輸出評分 print(cls.score(test_vecs,y_test))
預測
訓練完后也得到了訓練好的模型,基本這個項目已經完成了,然后為了使看起來好看,加了個圖形用戶界面,看起來有點逼格,
from tkinter import *import numpy as npimport jieba as jbimport joblibfrom gensim.models.word2vec import Word2Vecclass core(): def __init__(self,str): self.string=str def build_vector(self,text,size,wv): #創建一個指定大小的數據空間 vec = np.zeros(size).reshape((1,size)) #count是統計有多少詞向量 count = 0 #循環所有的詞向量進行求和 for w in text: try: vec += wv[w].reshape((1,size)) count +=1 except: continue #循環完成后求均值 if count!=0: vec/=count return vec def get_predict_vecs(self,words): # 加載模型 wv = Word2Vec.load('data/model3.pkl') #將新的詞轉換為向量 train_vecs = self.build_vector(words,300,wv) return train_vecs def svm_predict(self,string): # 對語句進行分詞 words = jb.cut(string) # 將分詞結果轉換為詞向量 word_vecs = self.get_predict_vecs(words) #加載模型 cls = joblib.load('data/svcmodel.pkl') #預測得到結果 result = cls.predict(word_vecs) #輸出結果 if result[0]==1: return '好感' else: return '反感' def main(self): s=self.svm_predict(self.string) return sroot=Tk()root.title('情感分析')sw = root.winfo_screenwidth()#得到屏幕寬度sh = root.winfo_screenheight()#得到屏幕高度ww = 500wh = 300x = (sw-ww) / 2y = (sh-wh) / 2-50root.geometry('%dx%d+%d+%d' %(ww,wh,x,y))# root.iconbitmap(’tb.ico’)lb2=Label(root,text='輸入內容,按回車鍵分析')lb2.place(relx=0, rely=0.05)txt = Text(root,font=('宋體',20))txt.place(rely=0.7, relheight=0.3,relwidth=1)inp1 = Text(root, height=15, width=65,font=('宋體',18))inp1.place(relx=0, rely=0.2, relwidth=1, relheight=0.4)def run1(): txt.delete('0.0',END) a = inp1.get(’0.0’,(END)) p=core(a) s=p.main() print(s) txt.insert(END, s) # 追加顯示運算結果def button1(event): btn1 = Button(root, text=’分析’, font=('',12),command=run1) #鼠標響應 btn1.place(relx=0.35, rely=0.6, relwidth=0.15, relheight=0.1) # inp1.bind('<Return>',run2) #鍵盤響應button1(1)root.mainloop()
運行一下:
項目已經完成了,簡單的實現了一下情感分析,不過泛化能力一般般,輸入的文本風格類似與網上購物的評論那樣才看起來有點準確,比如喜歡,討厭,好,不好,質量,態度這些網店評論經常出現的詞匯分析起來會很準,但是例如溫柔,善良,平易近人這些詞匯分析的就會很差。優化的話我感覺可以訓練各種風格的樣本,或集成學習多個學習器進行分類,方法很多,但是實現起來又是一個大工程,像我這最后一排的學生,還是去打游戲去咯。
項目中的訓練樣本,訓練好的模型以及完整項目代碼↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
http://xiazai.jb51.net/202007/yuanma/data_jb51.rar
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