NLP基础笔记1——中文分词技术

一、简介

中文分词(Chinese Word Segmentation) 指的是将一个汉字序列切分成一个一个单独的词。分词就是将连续的字序列按照一定的规范重新组合成词序列的过程。

中文分词是其他中文 (信息) 处理的基础，搜索引擎、机器翻译（MT）、语音合成、自动分类、自动摘要、自动校对等等，都需要用到分词。

目前主流分词方法：基于规则，基于统计以及二者混合。

基于规则的分词：主要是人工建立词库也叫做词典，通过词典匹配的方式对句子进行划分。其实现简单高效，但是对未登陆词很难进行处理。主要有正向最大匹配法FMM，逆向最大匹配法RMM以及双向最大匹配法Bi-MM。

def FMM_func(user_dict, sentence):
    """
    正向最大匹配（FMM）
    :param user_dict: 词典
    :param sentence: 句子
    """
    # 词典中最长词长度
    max_len = max([len(item) for item in user_dict])
    start = 0
    while start != len(sentence):
        index = start+max_len
        if index>len(sentence):
            index = len(sentence)
        for i in range(max_len):
            if (sentence[start:index] in user_dict) or (len(sentence[start:index])==1):
                print(sentence[start:index], end='/')
                start = index
                break
            index += -1

def BMM_func(user_dict, sentence):
    """
    反向最大匹配（BMM）
    :param user_dict:词典
    :param sentence:句子
    """
    # 词典中最长词长度
    max_len = max([len(item) for item in user_dict])
    result = []
    start = len(sentence)
    while start != 0:
        index = start - max_len
        if index < 0:
            index = 0
        for i in range(max_len):
            if (sentence[index:start] in user_dict) or (len(sentence[start:index])==1):
                result.append(sentence[index:start])
                start = index
                break
            index += 1
    for i in result[::-1]:
        print(i, end='/')

​ 双向最大匹配法：FMM和BMM两种算法都分词一遍，然后根据大颗粒度词越多越好，非词典词和单字词越少越好的原则，选取其中一种分词结果输出。

如：“我们在野生动物园玩”

正向最大匹配法，最终分词结果为：“我们/在野/生动/物/园/玩”，其中，总分词数6个，单字词为3。

逆向最大匹配法，最终分词结果为：“我们/在/野生动物园/玩”，其中，总分词数4个，单字词为2。

选择标准：

1. 首先看两种方法结果的分词数，分词数越少越好；
2. 分词数相同的情况下，看单字词的数量，越少越好；

因此最终输出为逆向结果。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/103392455

二、Jieba

中文分词有很多种，常见的比如有中科院计算所 NLPIR、哈工大 LTP、清华大学 THULAC 、斯坦福分词器、Hanlp 分词器、jieba 分词、IKAnalyzer 等。

官方： https://github.com/fxsjy/jieba

1、分词

三种分词算法

• 基于统计词典，构造前缀词典，基于前缀词典对句子进行切分，得到所有切分可能，根据切分位置，构造一个有向无环图（DAG）；
• 基于DAG图，采用动态规划计算最大概率路径（最有可能的分词结果），根据最大概率路径分词；
• 对于新词(词库中没有的词），采用有汉字成词能力的 HMM 模型进行切分。

支持三种分词模式：

• 精确模式，试图将句子最精确地切开，适合文本分析；
• 全模式，把句子中所有的可以成词的词语都扫描出来, 速度非常快，但是不能解决歧义；
• 搜索引擎模式，在精确模式的基础上，对长词再次切分，提高召回率，适合用于搜索引擎分词。

import jieba
content = "现如今，机器学习和深度学习带动人工智能飞速的发展，并在图片处理、语音识别领域取得巨大成功。"
# 1、精确
segs_1 = jieba.cut(content, cut_all=False)
print("/".join(segs_1))
 
#用lcut生成list
segs_2 = jieba.lcut(content)
print(segs_2)
 
# 2、全模式
segs_3 = jieba.cut(content, cut_all=True)
print("/".join(segs_3))
# 3、搜索引擎
segs_4 = jieba.cut_for_search(content)
print("/".join(segs_4))

1
现如今/，/机器/学习/和/深度/学习/带动/人工智能/飞速/的/发展/，/并/在/图片/处理/、/语音/识别/领域/取得/巨大成功/。
 
['现如今', '，', '机器', '学习', '和', '深度', '学习', '带动', '人工智能', '飞速', '的', '发展', '，', '并', '在', '图片', '处理', '、', '语音', '识别', '领域', '取得', '巨大成功', '。']
 
2
现如今/如今///机器/学习/和/深度/学习/带动/动人/人工/人工智能/智能/飞速/的/发展///并/在/图片/处理///语音/识别/领域/取得/巨大/巨大成功/大成/成功//
3
如今/现如今/，/机器/学习/和/深度/学习/带动/人工/智能/人工智能/飞速/的/发展/，/并/在/图片/处理/、/语音/识别/领域/取得/巨大/大成/成功/巨大成功/。

用 lcut 生成 list

jieba.cut 以及 jieba.cut_for_search 返回的结构都是一个可迭代的 Generator，可以使用 for 循环来获得分词后得到的每一个词语（Unicode）。jieba.lcut 对 cut 的结果做了封装，l 代表 list，即返回的结果是一个 list 集合。同样的，用 jieba.lcut_for_search 也直接返回 list 集合。

2、载入字典

自定义添加词到字典

• jieba.add_word("深享网")
• jieba.load_userdict('user_dict.txt')

3、关键词提取

• 基于TF-IDF
• 基于TextRank

4、词性标注

jieba 可以很方便地获取中文词性，通过 jieba.posseg 模块实现词性标注。

import jieba.posseg as psg
content = "现如今，机器学习和深度学习带动人工智能飞速的发展，并在图片处理、语音识别领域取得巨大成功。"
print([(x.word,x.flag) for x in psg.lcut(content)])

[('现如今', 't'), ('，', 'x'), ('机器', 'n'), ('学习', 'v'), ('和', 'c'), ('深度', 'ns'), ('学习', 'v'), ('带动', 'v'), ('人工智能', 'n'), ('飞速', 'n'), ('的', 'uj'), ('发展', 'vn'), ('，', 'x'), ('并', 'c'), ('在', 'p'), ('图片', 'n'), ('处理', 'v'), ('、', 'x'), ('语音', 'n'), ('识别', 'v'), ('领域', 'n'), ('取得', 'v'), ('巨大成功', 'nr'), ('。', 'x')]

三、准确分词方法（以jieba、hanlp为例）

1加载自定义字典

当分词工具分词不准确时，需要加载自定义词典！

正则表达式常用函数

①re.sub用于替换字符串中的匹配项

②compile 函数：用于编译正则表达式，生成一个正则表达式（ Pattern ）对象

③findall 函数：在字符串中找到正则表达式所匹配的所有子串，并返回一个列表，如果没有找到匹配的，则返回空列表。

注意： match 和 search 是匹配一次 findall 匹配所有。

④split 函数：按照能够匹配的子串将字符串分割后返回列表

 Python正则表达式

2动态调整词频和字典顺序

当分词字典的词冲突，相互影响时，需要调整词频和字典顺序！

①假设字典中定义的词也可能被切开，此时需要调用jieba.suggest_freq函数

      例如“台中”，字典中定义了依然会分为“台”，“中”

②使用hanlp时，需要用sort_dict_by_lenth.py来排序字典，不然会冲突

      比如字典中有“数据挖掘算法工程师”和“数据挖掘”两个，排序后就可以最长字符串匹配

③拓展： 基于词典的中文分词