机器学习:python 文本特征提取 CountVectorizer, TfidfVectorizer

本特征提取:
将文本数据转化成特征向量的过程
比较常用的文本特征表示法为词袋法

词袋法:
不考虑词语出现的顺序,每个出现过的词汇单独作为一列特征
这些不重复的特征词汇集合为词表
每一个文本都可以在很长的词表上统计出一个很多列的特征向量
如果每个文本都出现的词汇,一般被标记为 停用词 不计入特征向量

主要有两个api来实现 CountVectorizer 和 TfidfVectorizer
CountVectorizer:考虑词汇在文本中出现的频率
TfidfVetorizer:除了考量某词汇在文本出现的频率,还关注包含这个词汇的所有文本的数量,能够削减高频没有意义的词汇出现带来的影响, 挖掘更有意义的特征,文本条目越多,Tfid的效果会越显著

'''
from sklearn.datasets import fetch_20newsgroups
from sklearn.cross_validation import train_test_split
from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer, TfidfVectorizer
from sklearn.naive_bayes import MultinomialNB
from sklearn.metrics import classification_report

1 下载新闻数据

news = fetch_20newsgroups(subset="all")

2 分割训练数据和测试数据

x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(news.data,
news.target,
test_size=0.25,
random_state=33)

3.1 采用普通统计CountVectorizer提取特征向量

默认配置不去除停用词

count_vec = CountVectorizer()
x_count_train = count_vec.fit_transform(x_train)
x_count_test = count_vec.transform(x_test)

去除停用词

count_stop_vec = CountVectorizer(analyzer='word', stop_words='english')
x_count_stop_train = count_stop_vec.fit_transform(x_train)
x_count_stop_test = count_stop_vec.transform(x_test)

3.2 采用TfidfVectorizer提取文本特征向量

默认配置不去除停用词

tfid_vec = TfidfVectorizer()
x_tfid_train = tfid_vec.fit_transform(x_train)
x_tfid_test = tfid_vec.transform(x_test)

去除停用词

tfid_stop_vec = TfidfVectorizer(analyzer='word', stop_words='english')
x_tfid_stop_train = tfid_stop_vec.fit_transform(x_train)
x_tfid_stop_test = tfid_stop_vec.transform(x_test)

4 使用朴素贝叶斯分类器 分别对两种提取出来的特征值进行学习和预测

对普通通统计CountVectorizer提取特征向量 学习和预测

mnb_count = MultinomialNB()
mnb_count.fit(x_count_train, y_train) # 学习
mnb_count_y_predict = mnb_count.predict(x_count_test) # 预测

去除停用词

mnb_count_stop = MultinomialNB()
mnb_count_stop.fit(x_count_stop_train, y_train) # 学习
mnb_count_stop_y_predict = mnb_count_stop.predict(x_count_stop_test) # 预测

对TfidfVectorizer提取文本特征向量 学习和预测

mnb_tfid = MultinomialNB()
mnb_tfid.fit(x_tfid_train, y_train)
mnb_tfid_y_predict = mnb_tfid.predict(x_tfid_test)

去除停用词

mnb_tfid_stop = MultinomialNB()
mnb_tfid_stop.fit(x_tfid_stop_train, y_train) # 学习
mnb_tfid_stop_y_predict = mnb_tfid_stop.predict(x_tfid_stop_test) # 预测

5 模型评估

对普通统计CountVectorizer提取的特征学习模型进行评估

print("未去除停用词的CountVectorizer提取的特征学习模型准确率:", mnb_count.score(x_count_test, y_test))
print("更加详细的评估指标:\n", classification_report(mnb_count_y_predict, y_test))
print("去除停用词的CountVectorizer提取的特征学习模型准确率:", mnb_count_stop.score(x_count_stop_test, y_test))
print("更加详细的评估指标:\n", classification_report(mnb_count_stop_y_predict, y_test))

对TfidVectorizer提取的特征学习模型进行评估

print("TfidVectorizer提取的特征学习模型准确率:", mnb_tfid.score(x_tfid_test, y_test))
print("更加详细的评估指标:\n", classification_report(mnb_tfid_y_predict, y_test))
print("去除停用词的TfidVectorizer提取的特征学习模型准确率:", mnb_tfid_stop.score(x_tfid_stop_test, y_test))
print("更加详细的评估指标:\n", classification_report(mnb_tfid_stop_y_predict, y_test))

'''
未去除停用词的CountVectorizer提取的特征学习模型准确率: 0.8397707979626485
更加详细的评估指标:
precision recall f1-score support

      0       0.86      0.86      0.86       201
      1       0.86      0.59      0.70       365
      2       0.10      0.89      0.17        27
      3       0.88      0.60      0.72       350
      4       0.78      0.93      0.85       204
      5       0.84      0.82      0.83       271
      6       0.70      0.91      0.79       197
      7       0.89      0.89      0.89       239
      8       0.92      0.98      0.95       257
      9       0.91      0.98      0.95       233
     10       0.99      0.93      0.96       248
     11       0.98      0.86      0.91       272
     12       0.88      0.85      0.86       259
     13       0.94      0.92      0.93       252
     14       0.96      0.89      0.92       239
     15       0.96      0.78      0.86       285
     16       0.96      0.88      0.92       272
     17       0.98      0.90      0.94       252
     18       0.89      0.79      0.84       214
     19       0.44      0.93      0.60        75

avg / total 0.89 0.84 0.86 4712

去除停用词的CountVectorizer提取的特征学习模型准确率: 0.8637521222410866
更加详细的评估指标:
precision recall f1-score support

      0       0.89      0.85      0.87       210
      1       0.88      0.62      0.73       352
      2       0.22      0.93      0.36        59
      3       0.88      0.62      0.73       341
      4       0.85      0.93      0.89       222
      5       0.85      0.82      0.84       273
      6       0.79      0.90      0.84       226
      7       0.91      0.91      0.91       239
      8       0.94      0.98      0.96       264
      9       0.92      0.98      0.95       236
     10       0.99      0.92      0.95       251
     11       0.97      0.91      0.93       254
     12       0.89      0.87      0.88       254
     13       0.95      0.94      0.95       248
     14       0.96      0.91      0.93       233
     15       0.94      0.87      0.90       250
     16       0.96      0.89      0.93       271
     17       0.98      0.95      0.97       238
     18       0.90      0.84      0.87       200
     19       0.53      0.91      0.67        91

avg / total 0.90 0.86 0.87 4712

TfidVectorizer提取的特征学习模型准确率: 0.8463497453310697
更加详细的评估指标:
precision recall f1-score support

      0       0.67      0.84      0.75       160
      1       0.74      0.85      0.79       218
      2       0.85      0.82      0.83       256
      3       0.88      0.76      0.82       275
      4       0.84      0.94      0.89       217
      5       0.84      0.96      0.89       229
      6       0.69      0.93      0.79       192
      7       0.92      0.84      0.88       259
      8       0.92      0.98      0.95       259
      9       0.91      0.96      0.94       238
     10       0.99      0.88      0.93       264
     11       0.98      0.73      0.83       321
     12       0.83      0.91      0.87       226
     13       0.92      0.97      0.95       231
     14       0.96      0.89      0.93       239
     15       0.97      0.51      0.67       443
     16       0.96      0.83      0.89       293
     17       0.97      0.92      0.95       245
     18       0.62      0.98      0.76       119
     19       0.16      0.93      0.28        28

avg / total 0.88 0.85 0.85 4712

去除停用词的TfidVectorizer提取的特征学习模型准确率: 0.8826400679117148
更加详细的评估指标:
precision recall f1-score support

      0       0.81      0.86      0.83       190
      1       0.81      0.85      0.83       238
      2       0.87      0.84      0.86       257
      3       0.88      0.78      0.83       269
      4       0.90      0.92      0.91       235
      5       0.88      0.95      0.91       243
      6       0.80      0.90      0.85       230
      7       0.92      0.89      0.90       244
      8       0.94      0.98      0.96       265
      9       0.93      0.97      0.95       242
     10       0.99      0.88      0.93       264
     11       0.98      0.85      0.91       273
     12       0.86      0.93      0.89       231
     13       0.93      0.96      0.95       237
     14       0.97      0.90      0.93       239
     15       0.96      0.70      0.81       320
     16       0.98      0.84      0.90       294
     17       0.99      0.92      0.95       248
     18       0.74      0.97      0.84       145
     19       0.29      0.96      0.45        48

avg / total 0.90 0.88 0.89 4712
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重要参考链接:
https://www.cnblogs.com/Lin-Yi/p/8974108.html
https://blog.csdn.net/weixin_43026262/article/details/95045331
https://blog.csdn.net/weixin_38278334/article/details/82320307

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