自然語言處理廣納了眾多技術,對自然或人類語言進行自動生成,處理與分析。雖然大部分 NLP 技術繼承自語言學和人工智能,但同樣受到諸如機器學習,計算統(tǒng)計學和認知科學這些相對新興的學科影響。
在展示 NLP 技術的例子前,有必要介紹些非?;A的術語。請注意:為了讓文章通俗易懂,這些定義在語言上就不一定考究。
詞例(Token):對輸入文本做任何實際處理前,都需要將其分割成諸如詞、標點符號、數(shù)字或純字母數(shù)字(alphanumerics)等語言單元(linguisTIc units)。這些單元被稱為詞例。
句子:由有序的詞例序列組成。
詞例還原(TokenizaTIon):將句子還原成所組成的詞例。以分割型語言(segmented languages)英語為例,空格的存在使詞例還原變得相對容易同時也索然無味。然而,對于漢語和阿拉伯語,因為沒有清晰的邊界,這項工作就稍顯困難。另外,在某些非分割型語言(non-segmented languages)中,幾乎所有的字符(characters)都能以單字(one-character)存在,但同樣也可以組合在一起形成多字(mulTI-characterwords)形式。
語料庫:通常是由豐富句子組成的海量文本。
詞性標簽(Part-of-speech (POS) Tag):任一單詞都能被歸入到至少一類詞匯集(set of lexical)或詞性條目(part-of-speech categories)中,例如:名詞、動詞、形容詞和冠詞等。詞性標簽用符號來代表一種詞匯條目——NN(名詞)、VB(動詞)、JJ(形容詞)和 AT(冠詞)。Brown Corpus 是最悠久,也是最常用的標注集之一。詳情且聽下回分解。
剖析樹(Parse Tree):利用形式語法(formal grammar)的定義,可以用樹狀圖來表示給定句子的句法(syntacTIc)結構。
認識了基本的術語,下面讓我們了解 NLP 常見的任務:
詞性標注(POS Tagging):給定一個句子和組詞性標簽,常見的語言處理就是對句子中的每個詞進行標注。舉個例子,The ball is red,詞性標注后將變成 The/AT ball/NN is/VB red/JJ。最先進的詞性標注器[9]準確率高達 96%。文本的詞性標注對于更復雜的 NLP 問題,例如我們后面會討論到的句法分析(parsing)和機器翻譯(machine translation)非常必要。
計算形態(tài)學(Computational Morphology):大量建立在“語素”(morphemes/stems)基礎上的詞組成了自然語言,語素雖然是最小的語言單元,卻富含意義。計算形態(tài)學所關心的是用計算機發(fā)掘和分析詞的內部結構。
句法分析(Parsing):在語法分析的問題中,句法分析器(parser)將給定句子構造成剖析樹。為了分析語法,某些分析器假定一系列語法規(guī)則存在,但目前的解析器已經(jīng)足夠機智地借助復雜的統(tǒng)計模型[1]直接推斷分析樹。多數(shù)分析器能夠在監(jiān)督式設置(supervised setting)下操作并且句子已經(jīng)被詞性標注過了。統(tǒng)計句法分析是自然語言處理中非?;钴S的研究領域。
機器翻譯(Machine Translation(MT)):機器翻譯的目的是讓計算機在沒有人工干預的情況下,將給定某種語言的文本流暢地翻譯成另一種語言文本。這是自然語言處理中最艱巨的任務之一,這些年來已經(jīng)用許多不同的方式解決。幾乎所有的機器翻譯方法都依賴了詞性標注和句法分析作為預處理。
PythonPython 是一種動態(tài)類型(dynamically-typed),面向對象的解釋式(interpreted)編程語言。雖然它的主要優(yōu)勢在于允許編程人員快速開發(fā)項目,但是大量的標準庫使它依然能適應大規(guī)模產(chǎn)品級工程項目。Python 的學習曲線非常陡峭并且有許多優(yōu)秀的在線學習資源[
NLTK自然語言處理工具包 NLTK簡介NLTK是構建Python程序與人類語言數(shù)據(jù)工作的主要平臺。它提供了易于使用的界面,以超過50語料庫和詞匯資源,如WordNet的,連同一套文字處理庫進行分類,標記化,詞干,標記,分析和語義推理,和活躍的論壇。
得益于動手指南介紹編程基礎在旁邊計算語言學課題,NLTK適合語言學家,工程師,學生,教育工作者,研究人員和行業(yè)用戶的一致好評。 NLTK可用于Windows,Mac OS X和Linux。最重要的是,NLTK是一個免費,開源,社區(qū)驅動的項目。
使用 NLTKNLTK 官網(wǎng)提供了很棒的說明文件和教程進行學習指導[13]。單純復述那些作者們的文字對于他們和本文都不公平。因此我會通過處理四個難度系數(shù)依次上升的 NLP 任務來介紹 NLTK。這些任務都來自于 NLTK 教程中沒有給出答案的練習或者變化過。所以每個任務的解決辦法和分析都是本文原創(chuàng)的。
NLTK 語料庫正如前文所說,NLTK 囊括數(shù)個在 NLP 研究圈里廣泛使用的實用語料庫。在本節(jié)中,我們來看看三個下文會用到的語料庫:
布朗語料庫(Brown Corpus):Brown Corpus of Standard American English 被認為是第一個可以在計算語言學處理[6]中使用的通用英語語料庫。它包含了一百萬字 1961 年出版的美語文本。它代表了通用英語的樣本,采樣自小說,新聞和宗教文本。隨后,在大量的人工標注后,誕生了詞性標注過的版本。
古登堡語料庫(Gutenberg Corpus):古登堡語料庫從最大的在線免費電子書[5]平臺 古登堡計劃(Gutenberg Project) 中選擇了 14 個文本,整個語料庫包含了一百七十萬字。
Stopwords Corpus:除了常規(guī)的文本文字,另一類諸如介詞,補語,限定詞等含有重要的語法功能,自身卻沒有什么含義的詞被稱為停用詞(stop words)。NLTK 所收集的停用詞語料庫(Stopwords Corpus)包含了 來自 11 種不同語言(包括英語)的 2400 個停用詞。
NLTK 命名約定在開始利用 NLTK 處理我們的任務以前,我們先來熟悉一下它的命名約定(naming conventions)。最頂層的包(package)是 nltk,我們通過使用完全限定(fully qualified)的加點名稱例如:nltk.corpus and nltk.utilities 來引用它的內置模塊。任何模塊都能利用 Python 的標準結構 from 。 。 。 import 。 。 。 來導入頂層的命名空間。
windows下NLTK環(huán)境搭建python安裝
選擇 2.7x版本進行下載,不建議下載3.X版本,因為現(xiàn)在很多python代碼庫還是基于舊的版本編寫的,所以不建議使用3.X版本。安裝完成后,使用打開自帶的IDLE,結果如下:
Note:
推薦編寫python代碼好用的IDE:pycharm,上手比較簡單,文檔較齊全
下載地址:http://www.jetbrains.com/pycharm/
附幾個PyCharm4注冊碼:
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