結巴中文分詞原理分析1 - 古詩詞庫
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jieba.Tokenizer(dictionary=DEFAULT_DICT) 新建自定義分詞器,可用於 ... :https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/extra_dict/idf.txt.big.
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結巴中文分詞原理分析1
語言:CN/TW/HK
時間 2019-05-0810:23:08
AINLP
主題:
中文分詞
作者:白寧超,工學碩士,現工作於四川省計算機研究院,著有《自然語言處理理論與實戰》一書,點選閱讀原文可直達原文連結,作者公眾號:機器學習和自然語言處理(公眾號ID:datathinks)
基於Python的中文分詞
1
結巴中文分詞
(1)結巴中文分詞的特點
1支援三種分詞模式:
精確模式,試圖將句子最精確地切開,適合文字分析;
全模式,把句子中所有的可以成詞的詞語都掃描出來,速度非常快,但是不能解決歧義;
搜尋引擎模式,在精確模式的基礎上,對長詞再次切分,提高召回率,適合用於搜尋引擎分詞。
2支援繁體分詞
3支援自定義詞典
4MIT授權協議
線上演示:http://jiebademo.ap01.aws.af.cm/
網站程式碼:https://github.com/fxsjy/jiebademo
(2) 安裝說明:程式碼對Python2/3均相容
全自動安裝:easy_installjieba 或者 pipinstalljieba / pip3installjieba
半自動安裝:先下載 http://pypi.python.org/pypi/jieba/解壓後執行 pythonsetup.pyinstall
手動安裝:將jieba目錄放置於當前目錄或者site-packages目錄
通過 importjieba 來引用
演算法:
基於字首詞典實現高效的詞圖掃描,生成句子中漢字所有可能成詞情況所構成的有向無環圖(DAG)
採用了動態規劃查詢最大概率路徑,找出基於詞頻的最大切分組合
對於未登入詞,採用了基於漢字成詞能力的HMM模型,使用了Viterbi演算法
(3)主要分詞功能
jieba.cut 方法接受三個輸入引數:需要分詞的字串;cut_all引數用來控制是否採用全模式;HMM引數用來控制是否使用HMM模型
jieba.cut_for_search 方法接受兩個引數:需要分詞的字串;是否使用HMM模型。
該方法適合用於搜尋引擎構建倒排索引的分詞,粒度比較細
待分詞的字串可以是unicode或UTF-8字串、GBK字串。
注意:不建議直接輸入GBK字串,可能無法預料地錯誤解碼成UTF-8
jieba.cut 以及 jieba.cut_for_search 返回的結構都是一個可迭代的generator,可以使用for迴圈來獲得分詞後得到的每一個詞語(unicode)
jieba.lcut 以及 jieba.lcut_for_search 直接返回list
jieba.Tokenizer(dictionary=DEFAULT_DICT) 新建自定義分詞器,可用於同時使用不同詞典。
jieba.dt 為預設分詞器,所有全域性分詞相關函式都是該分詞器的對映。
程式碼示例
#encoding=utf-8
importjieba
seg_list=jieba.cut("我來到北京清華大學",cut_all=True)
print("FullMode:" + "/".join(seg_list)) #全模式
seg_list=jieba.cut("我來到北京清華大學",cut_all=False)
print("DefaultMode:" + "/".join(seg_list)) #精確模式
seg_list=jieba.cut("他來到了網易杭研大廈") #預設是精確模式
print(",".join(seg_list))
seg_list=jieba.cut_for_search("小明碩士畢業於中國科學院計算所,後在日本京都大學深造") #搜尋引擎模式
print(",".join(seg_list))
輸出結果
【全模式】:我/來到/北京/清華/清華大學/華大/大學【精確模式】:我/來到/北京/清華大學【新詞識別】:他,來到,了,網易,杭研,大廈 (此處,“杭研”並沒有在詞典中,但是也被Viterbi演算法識別出來了)【搜尋引擎模式】:小明,碩士,畢業,於,中國,科學,學院,科學院,中國科學院,計算,計算所,後,在,日本,京都,大學,日本京都大學,深造
(4)新增自定義詞典
載入詞典:
開發者可以指定自己自定義的詞典,以便包含jieba詞庫裡沒有的詞。
雖然jieba有新詞識別能力,但是自行新增新詞可以保證更高的正確率
用法:jieba.load_userdict(file_name)#file_name為檔案類物件或自定義詞典的路徑
詞典格式和dict.txt一樣,一個詞佔一行;每一行分三部分:詞語、詞頻(可省略)、詞性(可省略),用空格隔開,順序不可顛倒。
file_name若為路徑或二進位制方式開啟的檔案,則檔案必須為UTF-8編碼。
詞頻省略時使用自動計算的能保證分出該詞的詞頻。
例如:
創新辦3i
雲端計算5
凱特琳nz
臺中
更改分詞器(預設為jieba.dt)的tmp_dir和cache_file屬性,可分別指定快取檔案所在的資料夾及其檔名,用於受限的檔案系統。
範例:
自定義詞典:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/userdict.txt
用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/test_userdict.py
之前:李小福/是/創新/辦/主任/也/是/雲/計算/方面/的/專家/
載入自定義詞庫後:李小福/是/創新辦/主任/也/是/雲端計算/方面/的/專家/
自定義詞典:
雲端計算5
李小福2nr
創新辦3i
easy_install3eng
好用300
韓玉賞鑑3nz
八一雙鹿3nz
臺中
凱特琳nz
EduTrust認證2000
用法示例:
#encoding=utf-8
from__future__importprint_function,unicode_literals
importsys
sys.path.append("../")
importjieba
jieba.load_userdict("userdict.txt")
importjieba.possegaspseg
jieba.add_word('石墨烯')
jieba.add_word('凱特琳')
jieba.del_word('自定義詞')
test_sent=(
"李小福是創新辦主任也是雲端計算方面的專家;什麼是八一雙鹿\n"
"例如我輸入一個帶“韓玉賞鑑”的標題,在自定義詞庫中也增加了此詞為N類\n"
"「臺中」正確應該不會被切開。
mac上可分出「石墨烯」;此時又可以分出來凱特琳了。
"
)
words=jieba.cut(test_sent)
print('/'.join(words))
print("="*40)
result=pseg.cut(test_sent)
forwinresult:
print(w.word,"/",w.flag,",",end='')
print("\n"+"="*40)
terms=jieba.cut('easy_installisgreat')
print('/'.join(terms))
terms=jieba.cut('python的正則表示式是好用的')
print('/'.join(terms))
print("="*40)
#testfrequencytune
testlist=[
('今天天氣不錯',('今天','天氣')),
('如果放到post中將出錯。
',('中','將')),
('我們中出了一個叛徒',('中','出')),
]
forsent,segintestlist:
print('/'.join(jieba.cut(sent,HMM=False)))
word=''.join(seg)
print('%sBefore:%s,After:%s'%(word,jieba.get_FREQ(word),jieba.suggest_freq(seg,True)))
print('/'.join(jieba.cut(sent,HMM=False)))
print("-"*40)
調整詞典:
使用add_word(word,freq=None,tag=None)和del_word(word)可在程式中動態修改詞典。
使用suggest_freq(segment,tune=True)可調節單個詞語的詞頻,使其能(或不能)被分出來。
注意:自動計算的詞頻在使用HMM新詞發現功能時可能無效。
程式碼示例:
>>>print('/'.join(jieba.cut('如果放到post中將出錯。
',HMM=False)))
如果/放到/post/中將/出錯/。
>>>jieba.suggest_freq(('中','將'),True)
494
>>>print('/'.join(jieba.cut('如果放到post中將出錯。
',HMM=False)))
如果/放到/post/中/將/出錯/。
>>>print('/'.join(jieba.cut('「臺中」正確應該不會被切開',HMM=False)))
「/臺/中/」/正確/應該/不會/被/切開
>>>jieba.suggest_freq('臺中',True)
69
>>>print('/'.join(jieba.cut('「臺中」正確應該不會被切開',HMM=False)))
「/臺中/」/正確/應該/不會/被/切開
"通過使用者自定義詞典來增強歧義糾錯能力"---https://github.com/fxsjy/jieba/issues/14
(5) 關鍵詞提取
基於TF-IDF演算法的關鍵詞抽取:importjieba.analyse
jieba.analyse.extract_tags(sentence,topK=20,withWeight=False,allowPOS=())
sentence為待提取的文字
topK為返回幾個TF/IDF權重最大的關鍵詞,預設值為20
withWeight為是否一併返回關鍵詞權重值,預設值為False
allowPOS僅包括指定詞性的詞,預設值為空,即不篩選
jieba.analyse.TFIDF(idf_path=None)新建TFIDF例項,idf_path為IDF頻率檔案
程式碼示例(關鍵詞提取)
https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/extract_tags.py
importsys
sys.path.append('../')
importjieba
importjieba.analyse
fromoptparseimportOptionParser
USAGE="usage: pythonextract_tags.py[filename]-k[topk]"
parser=OptionParser(USAGE)
parser.add_option("-k",dest="topK")
opt,args=parser.parse_args()
iflen(args)<1:
print(USAGE)
sys.exit(1)
file_name=args[0]
ifopt.topKisNone:
topK=10
else:
topK=int(opt.topK)
content=open(file_name,'rb').read()
tags=jieba.analyse.extract_tags(content,topK=topK)
print(",".join(tags))
關鍵詞提取所使用逆向檔案頻率(IDF)文字語料庫可以切換成自定義語料庫的路徑
用法:jieba.analyse.set_idf_path(file_name)#file_name為自定義語料庫的路徑
自定義語料庫示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/extra_dict/idf.txt.big
用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/extract_tags_idfpath.py
importsys
sys.path.append('../')
importjieba
importjieba.analyse
fromoptparseimportOptionParser
USAGE="usage: pythonextract_tags_idfpath.py[filename]-k[topk]"
parser=OptionParser(USAGE)
parser.add_option("-k",dest="topK")
opt,args=parser.parse_args()
iflen(args)<1:
print(USAGE)
sys.exit(1)
file_name=args[0]
ifopt.topKisNone:
topK=10
else:
topK=int(opt.topK)
content=open(file_name,'rb').read()
jieba.analyse.set_idf_path("../extra_dict/idf.txt.big");
tags=jieba.analyse.extract_tags(content,topK=topK)
print(",".join(tags))
關鍵詞提取所使用停止詞(StopWords)文字語料庫可以切換成自定義語料庫的路徑
用法:jieba.analyse.set_stop_words(file_name)#file_name為自定義語料庫的路徑
自定義語料庫示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/extra_dict/stop_words.txt
用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/extract_tags_stop_words.py
importsys
sys.path.append('../')
importjieba
importjieba.analyse
fromoptparseimportOptionParser
USAGE="usage: pythonextract_tags_stop_words.py[filename]-k[topk]"
parser=OptionParser(USAGE)
parser.add_option("-k",dest="topK")
opt,args=parser.parse_args()
iflen(args)<1:
print(USAGE)
sys.exit(1)
file_name=args[0]
ifopt.topKisNone:
topK=10
else:
topK=int(opt.topK)
content=open(file_name,'rb').read()
jieba.analyse.set_stop_words("../extra_dict/stop_words.txt")
jieba.analyse.set_idf_path("../extra_dict/idf.txt.big");
tags=jieba.analyse.extract_tags(content,topK=topK)
print(",".join(tags))
關鍵詞一併返回關鍵詞權重值示例
用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/extract_tags_with_weight.py
基於TextRank演算法的關鍵詞抽取
jieba.analyse.textrank(sentence,topK=20,withWeight=False,allowPOS=('ns','n','vn','v'))直接使用,介面相同,注意預設過濾詞性。
jieba.analyse.TextRank()新建自定義TextRank例項
演算法論文:TextRank:BringingOrderintoTexts
基本思想:
將待抽取關鍵詞的文字進行分詞
以固定視窗大小(預設為5,通過span屬性調整),詞之間的共現關係,構建圖
計算圖中節點的PageRank,注意是無向帶權圖
使用示例:見test/demo.py
(6) 詞性標註
jieba.posseg.POSTokenizer(tokenizer=None)新建自定義分詞器,tokenizer引數可指定內部使用的jieba.Tokenizer分詞器。
jieba.posseg.dt為預設詞性標註分詞器。
標註句子分詞後每個詞的詞性,採用和ictclas相容的標記法。
用法示例
>>>importjieba.possegaspseg
>>>words=pseg.cut("我愛北京天安門")
>>>forword,flaginwords:
... print('%s%s'%(word,flag))
...
我r
愛v
北京ns
天安門ns
(7) 並行分詞
原理
將目標文字按行分隔後,把各行文字分配到多個Python程序並行分詞,然後歸併結果,從而獲得分詞速度的可觀提升。
基於python自帶的multiprocessing模組,目前暫不支援Windows
用法
jieba.enable_parallel(4)#開啟並行分詞模式,引數為並行程序數
jieba.disable_parallel()#關閉並行分詞模式
例子:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/parallel/test_file.py
實驗結果:在4核3.4GHzLinux機器上,對金庸全集進行精確分詞,獲得了1MB/s的速度,是單程序版的3.3倍。
注意:並行分詞僅支援預設分詞器jieba.dt和jieba.posseg.dt。
(8) Tokenize:返回詞語在原文的起止位置
注意,輸入引數只接受unicode
預設模式
result=jieba.tokenize(u'永和服裝飾品有限公司')
fortkinresult:
print("word%s\t\tstart:%d\t\tend:%d"%(tk[0],tk[1],tk[2]))
word永和 start:0 end:2
word服裝 start:2 end:4
word飾品 start:4 end:6
word有限公司 start:6 end:10
搜尋模式
result=jieba.tokenize(u'永和服裝飾品有限公司',mode='search')
fortkinresult:
print("word%s\t\tstart:%d\t\tend:%d"%(tk[0],tk[1],tk[2]))
word永和 start:0 end:2
word服裝 start:2 end:4
word飾品 start:4 end:6
word有限 start:6 end:8
word公司 start:8 end:10
word有限公司 start:6 end:10
(9) ChineseAnalyzerforWhoosh搜尋引擎
引用:fromjieba.analyseimportChineseAnalyzer
用法示例:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/test_whoosh.py
#-*-coding:UTF-8-*-
from__future__importunicode_literals
importsys,os
sys.path.append("../")
fromwhoosh.indeximportcreate_in,open_dir
fromwhoosh.fieldsimport*
fromwhoosh.qparserimportQueryParser
fromjieba.analyseimportChineseAnalyzer
analyzer=ChineseAnalyzer()
schema=Schema(title=TEXT(stored=True),path=ID(stored=True),content=TEXT(stored=True,analyzer=analyzer))
ifnotos.path.exists("tmp"):
os.mkdir("tmp")
ix=create_in("tmp",schema)#forcreatenewindex
#ix=open_dir("tmp")#forreadonly
writer=ix.writer()
writer.add_document(
title="document1",
path="/a",
content="Thisisthefirstdocumentwe’veadded!"
)
writer.add_document(
title="document2",
path="/b",
content="Thesecondone你中文測試中文isevenmoreinteresting!吃水果"
)
writer.add_document(
title="document3",
path="/c",
content="買水果然後來世博園。
"
)
writer.add_document(
title="document4",
path="/c",
content="工信處女幹事每月經過下屬科室都要親**代24**換機等技術性器件的安裝工作"
)
writer.add_document(
title="document4",
path="/c",
content="咱倆交換一下吧。
"
)
writer.commit()
searcher=ix.searcher()
parser=QueryParser("content",schema=ix.schema)
forkeywordin("水果世博園","你","first","中文","交換機","交換"):
print("resultof",keyword)
q=parser.parse(keyword)
results=searcher.search(q)
forhitinresults:
print(hit.highlights("content"))
print("="*10)
fortinanalyzer("我的好朋友是李明;我愛北京天安門;IBM和Microsoft;Ihaveadream.thisisintetestingandinterestedmealot"):
print(t.text)
(10) 命令列分詞
使用示例:python-mjiebanews.txt>cut_result.txt
命令列選項(翻譯)
使用:python-mjieba[options]filename結巴命令列介面。
固定引數:filename輸入檔案可選引數:-h,--help顯示此幫助資訊並退出-d[DELIM],--delimiter[DELIM]使用DELIM分隔詞語,而不是用預設的'/'。
若不指定DELIM,則使用一個空格分隔。
-p[DELIM],--pos[DELIM]啟用詞性標註;如果指定DELIM,詞語和詞性之間用它分隔,否則用_分隔-DDICT,--dictDICT使用DICT代替預設詞典-uUSER_DICT,--user-dictUSER_DICT使用USER_DICT作為附加詞典,與預設詞典或自定義詞典配合使用-a,--cut-all全模式分詞(不支援詞性標註)-n,--no-hmm不使用隱含馬爾可夫模型-q,--quiet不輸出載入資訊到STDERR-V,--version顯示版本資訊並退出如果沒有指定檔名,則使用標準輸入。
--help選項輸出
$>python-mjieba--helpJiebacommandlineinterface.positionalarguments:filenameinputfileoptionalarguments:-h,--helpshowthishelpmessageandexit-d[DELIM],--delimiter[DELIM]useDELIMinsteadof'/'forworddelimiter;oraspaceifitisusedwithoutDELIM-p[DELIM],--pos[DELIM]enablePOStagging;ifDELIMisspecified,useDELIMinsteadof'_'forPOSdelimiter-DDICT,--dictDICTuseDICTasdictionary-uUSER_DICT,--user-dictUSER_DICTuseUSER_DICTtogetherwiththedefaultdictionaryorDICT(ifspecified)-a,--cut-allfullpatterncutting(ignoredwithPOStagging)-n,--no-hmmdon'tusetheHiddenMarkovModel-q,--quietdon'tprintloadingmessagestostderr-V,--versionshowprogram'sversionnumberandexitIfnofilenamespecified,useSTDINinstead.
延遲載入機制
jieba採用延遲載入,importjieba和jieba.Tokenizer()不會立即觸發詞典的載入,一旦有必要才開始載入詞典構建字首字典。
如果你想手工初始jieba,也可以手動初始化。
importjiebajieba.initialize()#手動初始化(可選)
在0.28之前的版本是不能指定主詞典的路徑的,有了延遲載入機制後,你可以改變主詞典的路徑:
jieba.set_dictionary('data/dict.txt.big')
例子:https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/test/test_change_dictpath.py
其他詞典
佔用記憶體較小的詞典檔案https://github.com/fxsjy/jieba/raw/master/extra_dict/dict.txt.small
支援繁體分詞更好的詞典檔案https://github.com/fxsjy/jieba/raw/master/extra_dict/dict.txt.big
下載你所需要的詞典,然後覆蓋jieba/dict.txt即可;或者用jieba.set_dictionary('data/dict.txt.big')
2
其他語言的結巴分詞實現
(1)結巴分詞Java版本
作者:piaolingxue地址:https://github.com/huaban/jieba-analysis
(2)結巴分詞C++版本
作者:yanyiwu地址:https://github.com/yanyiwu/cppjieba
(3)結巴分詞Node.js版本
作者:yanyiwu地址:https://github.com/yanyiwu/nodejieba
(4)結巴分詞Erlang版本
作者:falood地址:https://github.com/falood/exjieba
(5)結巴分詞R版本
作者:qinwf地址:https://github.com/qinwf/jiebaR
(6)結巴分詞iOS版本
作者:yanyiwu地址:https://github.com/yanyiwu/iosjieba
(7)結巴分詞PHP版本
作者:fukuball地址:https://github.com/fukuball/jieba-php
(8)結巴分詞.NET(C#)版本
作者:anderscui地址:https://github.com/anderscui/jieba.NET/
(9)結巴分詞Go版本
作者:wangbin地址:https://github.com/wangbin/jiebago
作者:yanyiwu地址:https://github.com/yanyiwu/gojieba
3
系統整合
Solr: https://github.com/sing1ee/jieba-solr
分詞速度
1.5MB/SecondinFullMode
400KB/SecondinDefaultMode
測試環境:Intel(R)Core(TM)[email protected];《圍城》.txt
4
常見問題
(1)模型的資料是如何生成的?
詳見:https://github.com/fxsjy/jieba/issues/7
(2)“臺中”總是被切成“臺中”?(以及類似情況)
P(臺中)<P(臺)×P(中),“臺中”詞頻不夠導致其成詞概率較低
解決方法:強制調高詞頻
jieba.add_word('臺中')或者jieba.suggest_freq('臺中',True)
(3)“今天天氣不錯”應該被切成“今天天氣不錯”?(以及類似情況)
解決方法:強制調低詞頻
jieba.suggest_freq(('今天','天氣'),True)
或者直接刪除該詞jieba.del_word('今天天氣')
(4) 切出了詞典中沒有的詞語,效果不理想?
解決方法:關閉新詞發現
jieba.cut('豐田太省了',HMM=False)jieba.cut('我們中出了一個叛徒',HMM=False)
更多問題請點選:https://github.com/fxsjy/jieba/issues?sort=updated&state=closed
修訂歷史https://github.com/fxsjy/jieba/blob/master/Changelog
5
參考文獻
中文分詞之HMM模型詳解
HMM相關文章
結巴分詞GitHub原始碼
作者:白寧超,工學碩士,現工作於四川省計算機研究院,研究方向是自然語言處理和機器學習。
曾參與國家自然基金專案和四川省科技支撐計劃等多個省級專案。
著有《自然語言處理理論與實戰》一書。
作者部落格官網:
https://bainingchao.github.io/
作者公眾號,歡迎關注:
機器學習和自然語言處理
公眾號ID:datathinks
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