导语
现在问答机器人真是火的不要不要的,大致分为两类:普适多场景的和单一专业场景的问答机器人。由于资源有限,不知死活的笔者只做了单一场景的分类器,如对海量数据、多场景的问答机器人感兴趣的话可以参考QA问答系统中的深度学习技术实现,对于该网站在NLP方面的贡献简直不能更感激(请允许献上我的膝盖)!
1. 问答语料库
由于仅面向业务,场景单一,所以训练集语料库只包含20类,共400多条问题,每类问题对应一个回答。
2. 训练词向量
不知死活的笔者决定兴师动众的选择word2vec将训练集语料转化为词向量作为模型的输入。关于word2vec的原理及其C语言的词向量训练方法,请参考word2vec词向量训练及中文文本相似度计算以及该博文内的链接。笔者根据【python gensim使用】word2vec词向量处理中文语料用Python训练的中文词向量模型。(英文的词向量训练可以参考
利用Gensim训练关于英文维基百科的Word2Vec模型(Training Word2Vec Model on English Wikipedia by Gensim))
2.1 中文语料库
可以参考Windows下使用Word2vec继续词向量训练中提到的语料库,不知死活的笔者选择从搜狗实验室下载了全网新闻语料,不得不说,搜狗实验室是非常具有贡献力的!完整版1.02G,解压后2.22G,共378个文件,HTML格式,你值得拥有!
2.2 分词合并
首先是分词,可供选择的工具有很多:Jieba、ANSJ、NLPIR、LTP等等,在此笔者选择Jieba进行分词:
import jieba
def readLines(filename):
# read txt or csv file
fp = open(filename, 'r')
lines = []
for line in fp.readlines():
line = line.strip()
line = line.decode("utf-8")
lines.append(line)
fp.close()
return lines
def parseSent(sentence):
# use Jieba to parse sentences
seg_list = jieba.cut(sentence)
output = ' '.join(list(seg_list)) # use space to join them
return output
然后将所有文档合并,并写入corpus.csv中:
import re
import codecs
import os
# only content is valid
pattern = "<content>(.*?)</content>"
csvfile = codecs.open("corpus.csv", 'w', 'utf-8')
fileDir = os.listdir("./corpus/")
for file in fileDir:
with open("./corpus/%s" % file, "r") as txtfile:
for line in txtfile:
m = re.match(pattern, line)
if m:
segSent = parseSent(m.group(1))
csvfile.write("%s" % segSent)
特别mark以下,codecs这个包在调整编码方面的贡献真的不要太大,尤其是常常对于中文编码无力的不知死活的笔者来说,简直是神器!
对于中文的编码处理:utf-8 --> unicode --> utf-8
2.3 训练word2vec模型
在此,笔者使用gensim的word2vec进行词向量的训练:
from gensim.models import word2vec
import logging
logging.basicConfig(format = '%(asctime)s : %(levelname)s : %(message)s', level = logging.INFO)
sentences = word2vec.Text8Corpus("corpus.csv") # 加载语料
model = word2vec.Word2Vec(sentences, size = 400) # 训练skip-gram模型
# 保存模型,以便重用
model.save("corpus.model")
# 对应的加载方式
# model = word2vec.Word2Vec.load("corpus.model")
# 以一种C语言可以解析的形式存储词向量
model.save_word2vec_format("corpus.model.bin", binary = True)
# 对应的加载方式
# model = word2vec.Word2Vec.load_word2vec_format("corpus.model.bin", binary=True)
关于调参,可自行参考gensim文档。
2.4 获得词向量
接下来就是使用上述获得的model将训练集的中文语料转化为词向量:
def getWordVecs(wordList):
vecs = []
for word in wordList:
word = word.replace('\n', '')
try:
# only use the first 500 dimensions as input dimension
vecs.append(model[word])
except KeyError:
continue
# vecs = np.concatenate(vecs)
return np.array(vecs, dtype = 'float')
3. 构建模型
3.1 Naive Bayes
效果良好,效率高!
from sklearn.naive_bayes import MultinominalNB
MNB = MultinominalNB(alpha = 0.000607)
3.2 Random Forest
效果良好,效率一般。
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
RFC = RandomForestClassifier(min_samples_leaf = 3, n_estimators = 100)
3.3 RBM + Logistic Regression
效果很好,效率很低……由于这个模型只需要训练一次,所以效率关系不大(抱歉我随便乱用模型,实际上这模型本身来源于sklearn上的实例……原本着使用效果至上的原则,然而至于为何这样搭配……)
from sklearn.pipeline import Pipeline
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.neural_network import BernoulliRBM
rbm.learning_rate = 0.07
rbm.n_iter = 50
# more components tend to give better prediction performance, but larger fitting time
rbm.n_components = 800
rbm.batch_size = 10
logistic.C = 10000.0
rbm = BernoulliRBM(random_state = 0, verbose = True)
logistic = LogisticRegression()
clf = Pipeline(steps = [('rbm', rbm), ('logistic', logistic)])
总的来说,神经网络(例如MLP)对这类文本分类问题效果普遍不错,至于传统机器学习算法,朴素贝叶斯也有不俗的表现。
4. 其他
这次学习到sklearn
中一个非常有用的功能sklearn.externals.joblib
,可用于导出训练好的模型,这对于training cost非常高的模型来说实在是非常好用啊!
from sklearn.externals import joblib
# save classifier
joblib.dump(clf, "Classifier.pkl")
# load classifier
clf = joblib.load("Classifier.pkl")
其次就是sklearn
中的sklearn.pipeline.Pipeline
,将多个模型结合在一起,通过Pipeline的方式进行训练,真的是非常方便啊!
from sklearn.pipeline import Pipeline
clf = Pipeline(steps = [clf1, clf2])