感谢国家天文台LAMOST项目之“宇宙驿站”提供网络空间和数据库资源! 感谢国家天文台崔辰州博士等人的多方努力和技术支持!

科学空间欢迎您转载本站文章,但在转载本站原创文章时,希望您能够尊重版权,注明来自科学空间,谢谢!

参与科学空间

为了保证你的利益,推荐你注册为本站会员。同时欢迎通过邮件或留言与我探讨科学,反馈科学空间的问题。
会员注册 会员登录 >>访问小型讨论区>>

12 Sep

【中文分词系列】 5. 基于语言模型的无监督分词

迄今为止,前四篇文章已经介绍了分词的若干思路,其中有基于最大概率的查词典方法、基于HMM或LSTM的字标注方法等。这些都是已有的研究方法了,笔者所做的就只是总结工作而已。查词典方法和字标注各有各的好处,我一直在想,能不能给出一种只需要大规模语料来训练的无监督分词模型呢?也就是说,怎么切分,应该是由语料来决定的,跟语言本身没关系。说白了,只要足够多语料,就可以告诉我们怎么分词。

看上去很完美,可是怎么做到呢?《2.基于切分的新词发现》中提供了一种思路,但是不够彻底。那里居于切分的新词发现方法确实可以看成一种无监督分词思路,它就是用一个简单的凝固度来判断某处该不该切分。但从分词的角度来看,这样的分词系统未免太过粗糙了。因此,我一直想着怎么提高这个精度,前期得到了一些有意义的结果,但都没有得到一个完整的理论。而最近正好把这个思路补全了。因为没有查找到类似的工作,所以这算是笔者在分词方面的一点原创工作了。

语言模型

首先简单谈一下语言模型。

阅读剩余部分...

6 Sep

基于双向LSTM和迁移学习的seq2seq核心实体识别

暑假期间做了一下百度和西安交大联合举办的核心实体识别竞赛,最终的结果还不错,遂记录一下。模型的效果不是最好的,但是胜在“端到端”,迁移性强,估计对大家会有一定的参考价值。

比赛的主题是“核心实体识别”,其实有两个任务:核心识别 + 实体识别。这两个任务虽然有关联,但在传统自然语言处理程序中,一般是将它们分开处理的,而这次需要将两个任务联合在一起。如果只看“核心识别”,那就是传统的关键词抽取任务了,不同的是,传统的纯粹基于统计的思路(如TF-IDF抽取)是行不通的,因为单句中的核心实体可能就只出现一次,这时候统计估计是不可靠的,最好能够从语义的角度来理解。我一开始就是从“核心识别”入手,使用的方法类似QA系统:

1、将句子分词,然后用Word2Vec训练词向量;

2、用卷积神经网络(在这种抽取式问题上,CNN效果往往比RNN要好)卷积一下,得到一个与词向量维度一样的输出;

3、损失函数就是输出向量跟训练样本的核心词向量的cos值。

阅读剩余部分...

5 Sep

进驻中山大学南校区,折腾校园网

开始研究僧之旅,希望有一天能企及扫地僧的境界。

进入中山大学后,各种郁闷的事情就来了。首先最郁闷的就是开学时间特早,8月26日开学,感觉至少比一般学校早了一星期,开学这么早有意思么~~接着就是感觉中大的管理制度各种混乱,比我本科的华师差多了。好吧,这些琐事先不吐槽,接下来弄校园网,这是作死的开始。

我们是在南校区的,校园网是通过锐捷客户端来认证的,而我是用macbook的,不过中大这边还很人性化地提供了Mac版的锐捷,体积就1M左右,挺好的。但众所周知,macbook并没有有线网卡,每次我上网都得插着个USB网卡然后连着网线,这该有多郁闷。于是想办法通过路由器拨号。我也不算没经验的了,对openwrt这个系统有过一定研究,以前在本科的时候也是锐捷,可以用mentohust替代拨号,很简单。于是我在这里重复这样的过程,发现一直认证失败,按照网上提示的各种方法,都无法解决。

经过研究,我发现在Windows下,这里就只能用官方提供了锐捷4.90版本,从其他地方下载的更高级或者更低级的锐捷,都无法通过验证。估计就是因为这个机制,导致了mentohust难以通过验证。而且网上流行的mentohust都是基于V2协议的,但4.90是基于V4的。后来我又去下载了V4版本的进行交叉编译,测试发现还不成功。几近绝望的时候,我发现了mentohust-proxy,一个mentohust的改进版,让我找到了希望。(怎么找到它?我是直接到github搜索了,因为实在没辙了~~)

原理很简单,如果直接通过mentohust无法完成认证,那么就通过代理模式,由电脑来完成认证,而mentohust只需要负责发送心跳包维持联网就行。这是个很折中的方案,但应该说是一个很通用的方案,因为它的成功与否,基本就取决于自己电脑的锐捷客户端而已。看到这个方案,我就知道有戏了,于是赶紧补习了一下交叉编译的知识,最后成功编译好了,并且在路由上成功地完成了认证。

阅读剩余部分...

22 Aug

【中文分词系列】 4. 基于双向LSTM的seq2seq字标注

关于字标注法

上一篇文章谈到了分词的字标注法。要注意字标注法是很有潜力的,要不然它也不会在公开测试中取得最优的成绩了。在我看来,字标注法有效有两个主要的原因,第一个原因是它将分词问题变成了一个序列标注问题,而且这个标注是对齐的,也就是输入的字跟输出的标签是一一对应的,这在序列标注中是一个比较成熟的问题;第二个原因是这个标注法实际上已经是一个总结语义规律的过程,以4tag标注为为例,我们知道,“李”字是常用的姓氏,一半作为多字词(人名)的首字,即标记为b;而“想”由于“理想”之类的词语,也有比较高的比例标记为e,这样一来,要是“李想”两字放在一起时,即便原来词表没有“李想”一词,我们也能正确输出be,也就是识别出“李想”为一个词,也正是因为这个原因,即便是常被视为最不精确的HMM模型也能起到不错的效果。

关于标注,还有一个值得讨论的内容,就是标注的数目。常用的是4tag,事实上还有6tag和2tag,而标记分词结果最简单的方法应该是2tag,即标记“切分/不切分”就够了,但效果不好。为什么反而更多数目的tag效果更好呢?因为更多的tag实际上更全面概括了语义规律。比如,用4tag标注,我们能总结出哪些字单字成词、哪些字经常用作开头、哪些字用作末尾,但仅仅用2tag,就只能总结出哪些字经常用作开头,从归纳的角度来看,是不够全面的。但6tag跟4tag比较呢?我觉得不一定更好,6tag的意思是还要总结出哪些字作第二字、第三字,但这个总结角度是不是对的?我觉得,似乎并没有哪些字固定用于第二字或者第三字的,这个规律的总结性比首字和末字的规律弱多了(不过从新词发现的角度来看,6tag更容易发现长词。)。

双向LSTM

阅读剩余部分...

19 Aug

【中文分词系列】 3. 字标注法与HMM模型

在这篇文章中,我们暂停查词典方法的介绍,转而介绍字标注的方法。前面已经提到过,字标注是通过给句子中每个字打上标签的思路来进行分词,比如之前提到过的,通过4标签来进行标注(single,单字成词;begin,多字词的开头;middle,三字以上词语的中间部分;end,多字词的结尾。均只取第一个字母。),这样,“为人民服务”就可以标注为“sbebe”了。4标注不是唯一的标注方式,类似地还有6标注,理论上来说,标注越多会越精细,理论上来说效果也越好,但标注太多也可能存在样本不足的问题,一般常用的就是4标注和6标注。

值得一提的是,这种通过给每个字打标签、进而将问题转化为序列到序列的学习,不仅仅是一种分词方法,还是一种解决大量自然语言问题的思路,比如命名实体识别等任务,同样可以用标注的方法来做。回到分词来,通过字标注法来进行分词的模型有隐马尔科夫模型(HMM)、最大熵模型(ME)、条件随机场模型(CRF),它们在精度上都是递增的,据说目前公开评测中分词效果最好的是4标注的CRF。然而,在本文中,我们要讲解的是最不精确的HMM。因为在我看来,它并非一个特定的模型,而是解决一大类问题的通用思想,一种简化问题的学问。

这一切,还得从概率模型谈起。

阅读剩余部分...

18 Aug

【中文分词系列】 2. 基于切分的新词发现

上一篇文章讲的是基于词典和AC自动机的快速分词。基于词典的分词有一个明显的优点,就是便于维护,容易适应领域。如果迁移到新的领域,那么只需要添加对应的领域新词,就可以实现较好地分词。当然,好的、适应领域的词典是否容易获得,这还得具体情况具体分析。本文要讨论的就是新词发现这一部分的内容。

这部分内容在去年的文章《新词发现的信息熵方法与实现》已经讨论过了,算法是来源于matrix67的文章《互联网时代的社会语言学:基于SNS的文本数据挖掘》。在那篇文章中,主要利用了三个指标——频数、凝固度(取对数之后就是我们所说的互信息熵)、自由度(边界熵)——来判断一个片段是否成词。如果真的动手去实现过这个算法的话,那么会发现有一系列的难度。首先,为了得到$n$字词,就需要找出$1\sim n$字的切片,然后分别做计算,这对于$n$比较大时,是件痛苦的时间;其次,最最痛苦的事情是边界熵的计算,边界熵要对每一个片段就行分组统计,然后再计算,这个工作量的很大的。本文提供了一种方案,可以使得新词发现的计算量大大降低。

阅读剩余部分...

17 Aug

【中文分词系列】 1. 基于AC自动机的快速分词

前言:这个暑假花了不少时间在中文分词和语言模型上面,碰了无数次壁,也得到了零星收获。打算写一个专题,分享一下心得体会。虽说是专题,但仅仅是一些笔记式的集合,并非系统的教程,请读者见谅。

中文分词

关于中文分词的介绍和重要性,我就不多说了,matrix67这里有一篇关于分词和分词算法很清晰的介绍,值得一读。在文本挖掘中,虽然已经有不少文章探索了不分词的处理方法,如本博客的《文本情感分类(三):分词 OR 不分词》,但在一般场合都会将分词作为文本挖掘的第一步,因此,一个有效的分词算法是很重要的。当然,中文分词作为第一步,已经被探索很久了,目前做的很多工作,都是总结性质的,最多是微弱的改进,并不会有很大的变化了。

目前中文分词主要有两种思路:查词典字标注。首先,查词典的方法有:机械的最大匹配法、最少词数法,以及基于有向无环图的最大概率组合,还有基于语言模型的最大概率组合,等等。查词典的方法简单高效(得益于动态规划的思想),尤其是结合了语言模型的最大概率法,能够很好地解决歧义问题,但对于中文分词一大难度——未登录词(中文分词有两大难度:歧义和未登录词),则无法解决;为此,人们也提出了基于字标注的思路,所谓字标注,就是通过几个标记(比如4标注的是:single,单字成词;begin,多字词的开头;middle,三字以上词语的中间部分;end,多字词的结尾),把句子的正确分词法表示出来。这是一个序列(输入句子)到序列(标记序列)的过程,能够较好地解决未登录词的问题,但速度较慢,而且对于已经有了完备词典的场景下,字标注的分词效果可能也不如查词典方法。总之,各有优缺点(似乎是废话~),实际使用可能会结合两者,像结巴分词,用的是有向无环图的最大概率组合,而对于连续的单字,则使用字标注的HMM模型来识别。

阅读剩余部分...

13 Aug

两个惊艳的python库:tqdm和retry

Python基本是我目前工作、计算、数据挖掘的唯一编程语言(除了符号计算用Mathematica外)。当然,基本的Python功能并不是很强大,但它胜在有巨量的第三方扩展库。在选用Python的第三方库时,我都会经过仔细考虑,希望能挑选出最简单的、最直观的一个(因为本人比较笨,太复杂用不了)。在数据处理方面,我用得最多的是Numpy和Pandas,这两个绝对称得上王者级别的库,当然不能不提的是Scipy,但我很少直接用它,一般会通过Pandas间接调用了;可视化方面不用说是Matplotlib了;在建模方面,我会用Keras,直接上深度学习模型,Keras已经成为相当流行的深度学习框架了,如果做文本挖掘,通常还会用到jieba(分词)、Gensim(主题建模,包含了诸如word2vec之类的模型),机器学习库还有流行的Scikit Learn,但我很少用;网络方面,写爬虫我用requests,这是个人性化的网络库,如果写网站,我会用bottle,这是个单文件版的迷你框架,一切由自己定义,当然,我也不会去写什么大型网站,我就写一个简单的的接口那样而已;最后如果要并行的话,一般直接用multiprocessing。

不过,以上都不是本文要推荐的,本文要推荐的是两个可以渗透到日常写代码的库,它实现了我们平时很多时候都需要的功能,但是不用增加什么代码,绝对让人眼前一亮。

阅读剩余部分...