分词是 自然语言理解 – NLP 的重要步骤。
分词就是将句子、段落、文章这种长文本,分解为以字词为单位的数据结构,方便后续的处理分析工作。
“我爱自然语言处理” 分词:
机器学习之所以看上去可以解决很多复杂的问题,是因为它把这些问题都转化为了数学问题。而 NLP 也是相同的思路,文本都是一些“非结构化数据”,我们需要先将这些数据转化为“结构化数据”,结构化数据就可以转化为数学问题了,而分词就是转化的第一步。
词是表达完整含义的最小单位。
字的粒度太小,无法表达完整含义,比如”鼠“可以是”老鼠“,也可以是”鼠标“。
而句子的粒度太大,承载的信息量多,很难复用。比如”传统方法要分词,一个重要原因是传统方法对远距离依赖的建模能力较弱。”
深度学习时代,随着数据量和算力的爆炸式增长,很多传统的方法被颠覆。
分词一直是 NLP 的基础,但是现在也不一定了(感兴趣的可以看看这篇论文:《Is Word Segmentation Necessary for Deep Learning of Chinese Representations?》译:汉语表达的深度学习需要分词吗?)不过在一些特定任务中,分词还是必要的。如:关键词提取、命名实体识别等。
英文有天然的空格作为分隔符,但是中文没有。所以如何切分是一个难点,再加上中文里一词多意的情况非常多,导致很容易出现歧义。
英文单词存在丰富的变形变换。为了应对这些复杂的变换,英文NLP相比中文存在一些独特的处理步骤,我们称为词形还原(Lemmatization)和词干提取(Stemming)。中文则不需要
词性还原:does,done,doing,did 需要通过词性还原恢复成 do。
词干提取:cities,children,teeth 这些词,需要转换为 city,child,tooth”这些基本形态
例如“中国科学技术大学”就有很多种分法:
粒度越大,表达的意思就越准确,但是也会导致召回比较少。所以中文需要不同的场景和要求选择不同的粒度。这个在英文中是没有的。
目前中文分词没有统一的标准,也没有公认的规范。不同的公司和组织各有各的方法和规则。
例如“兵乓球拍卖完了”就有2种分词方式表达了2种不同的含义:
信息爆炸的时代,三天两头就会冒出来一堆新词,如何快速的识别出这些新词是一大难点。比如当年“蓝瘦香菇”大火,就需要快速识别。
优点:速度快、成本低
缺点:适应性不强,不同领域效果差异大
基本思想是基于词典匹配,将待分词的中文文本根据一定规则切分和调整,然后跟词典中的词语进行匹配,匹配成功则按照词典的词分词,匹配失败通过调整或者重新选择,如此反复循环即可。代表方法有基于正向最大匹配和基于逆向最大匹配及双向匹配法。
优点:适应性较强
缺点:成本较高,速度较慢
这类目前常用的是算法是HMM、CRF、SVM、深度学习等算法,比如stanford、Hanlp分词工具是基于CRF算法。以CRF为例,基本思路是对汉字进行标注训练,不仅考虑了词语出现的频率,还考虑上下文,具备较好的学习能力,因此其对歧义词和未登录词的识别都具有良好的效果。
优点:准确率高、适应性强
缺点:成本高,速度慢
例如有人员尝试使用双向LSTM+CRF实现分词器,其本质上是序列标注,所以有通用性,命名实体识别等都可以使用该模型,据报道其分词器字符准确率可高达97.5%。
常见的分词器都是使用机器学习算法和词典相结合,一方面能够提高分词准确率,另一方面能够改善领域适应性。
英文分词工具
分词就是将句子、段落、文章这种长文本,分解为以字词为单位的数据结构,方便后续的处理分析工作。
分词的原因:
中英文分词的3个典型区别:
中文分词的3大难点
3个典型的分词方式: