【機器學習】使用gensim 的 doc2vec 實現文本相似度檢測
環境
Python3，
gensim，jieba，numpy ，pandas
原理：文章轉成向量，然後在計算兩個向量的余弦值。
Gensim
gensim是一個python的自然語言處理庫，能夠將文檔根據TF-IDF, LDA, LSI 等模型轉化成向量模式，gensim還實現了word2vec功能，以便進行進一步的處理。
具體API看官網：https://radimrehurek.com/gensim
中文分詞
中文需要分詞，英文就不需要了，分詞用的 jieba 。
def segment(doc: str):
"""中文分詞Arguments: doc {str} -- 輸入文本 Returns: [type] -- [description] """ # 停用詞 stop_words = pd.read_csv("./data/stopwords_TUH.txt", index_col=False, quoting=3, names=['stopword'], sep="\n", encoding='utf-8') stop_words = list(stop_words.stopword) # 去掉html標簽數字等 reg_html = re.compile(r'<[^>]+>', re.S) doc = reg_html.sub('', doc) doc = re.sub('[０-９]', '', doc) doc = re.sub('\s', '', doc) word_list = list(jieba.cut(doc)) out_str = '' for word in word_list: if word not in stop_words: out_str += word out_str += ' ' segments = out_str.split(sep=" ") return segments訓練 Doc2Vec 模型
模型參數下面說明，先上代碼
def train():
"""訓練 Doc2Vec 模型
"""# 先把所有文檔的路徑存進一個 array中，docLabels： data_dir = "./data/corpus_words" docLabels = [f for f in listdir(data_dir) if f.endswith('.txt')] data = [] for doc in docLabels: ws = open(data_dir + "/" + doc, 'r', encoding='UTF-8').read() data.append(ws) print(len(data)) # 訓練 Doc2Vec，並保存模型： sentences = LabeledLineSentence(data, docLabels) # 實例化一個模型 model = gensim.models.Doc2Vec(vector_size=256, window=10, min_count=5, workers=4, alpha=0.025, min_alpha=0.025, epochs=12) model.build_vocab(sentences) print("開始訓練...") # 訓練模型 model.train(sentences, total_examples=model.corpus_count, epochs=12) model.save("./models/doc2vec.model") print("model saved")保存成功後會有三個文件，分別是：doc2vec.model，doc2vec.model.trainables.syn1neg.npy，doc2vec.model.wv.vectors.npy
Doc2Vec參數說明：
· vector_size：是指特征向量的維度，默認為100。大的size需要更多的訓練數據,但是效果會更好.
· window：表示當前詞與預測詞在一個句子中的最大距離是多少
· alpha: 是學習速率
· min_count: 可以對字典做截斷. 詞頻少於min_count次數的單詞會被丟棄掉, 默認值為5
· workers參數控制訓練的並行數。
· epochs： 叠代次數，默認為5文本轉換成向量
利用之前保存的模型，把分詞後的分本轉成向量，代碼如下
def sent2vec(model, words):
"""文本轉換成向量Arguments: model {[type]} -- Doc2Vec 模型 words {[type]} -- 分詞後的文本 Returns: [type] -- 向量數組 """ vect_list = [] for w in words: try: vect_list.append(model.wv[w]) except: continue vect_list = np.array(vect_list) vect = vect_list.sum(axis=0) return vect / np.sqrt((vect ** 2).sum())計算兩個向量余弦值
余弦相似度，又稱為余弦相似性，是通過計算兩個向量的夾角余弦值來評估他們的相似度。余弦相似度將向量根據坐標值，繪制到向量空間中，如最常見的二維空間。
余弦值的範圍在[-1,1]之間，值越趨近於1，代表兩個向量的方向越接近；越趨近於-1，他們的方向越相反；接近於0，表示兩個向量近乎於正交。
最常見的應用就是計算文本相似度。將兩個文本根據他們詞，建立兩個向量，計算這兩個向量的余弦值，就可以知道兩個文本在統計學方法中他們的相似度情況。實踐證明，這是一個非常有效的方法。
公式：
def similarity(a_vect, b_vect):
"""計算兩個向量余弦值
Arguments:
a_vect {[type]} -- a 向量
b_vect {[type]} -- b 向量
Returns:
[type] -- [description]
"""
dot_val = 0.0
a_norm = 0.0
b_norm = 0.0
cos = None
for a, b in zip(a_vect, b_vect):
dot_val += a*b
a_norm += a**2
b_norm += b**2
if a_norm == 0.0 or b_norm == 0.0:
cos = -1
else:
cos = dot_val / ((a_norm*b_norm)**0.5)
return cos預測
def test_model():
print("load model")
model = gensim.models.Doc2Vec.load(‘./models/doc2vec.model‘)st1 = open('./data/courpus_test/t1.txt', 'r', encoding='UTF-8').read() st2 = open('./data/courpus_test/t2.txt', 'r', encoding='UTF-8').read() # 分詞 print("segment") st1 = segment(st1) st2 = segment(st2) # 轉成句子向量 vect1 = sent2vec(model, st1) vect2 = sent2vec(model, st2) # 查看變量占用空間大小 import sys print(sys.getsizeof(vect1)) print(sys.getsizeof(vect2)) cos = similarity(vect1, vect2) print("相似度：{:.4f}".format(cos))看下效果：
完全相同的文章
不相同的文章
數據太大，沒有上傳，自己網上找找應該有很多。
完整代碼：https://github.com/jarvisqi/nlp_learning/blob/master/gensim/doc2vector.py
參考：
- https://radimrehurek.com/gensim
- https://spaces.ac.cn/archives/4304
【機器學習】使用gensim 的 doc2vec 實現文本相似度檢測