使用TextRank实现的关键字提取

本文主要用于实现使用TextRank算法的关键字提取

TextRank是PageRank算法的变种,用于文本关键字 关键句的提取

主要参考为原作者Rada Mihalcea论文《TextRank:Bring Order into texts》

整个算法步骤:

【1】文本分词

            可以使用常见的java分词,本例使用的是IKAnalyer

【2】词性标注

            这个暂时没有实现 【只是对提取效果会有一定的影响 一般会选择名次和动词作为关键字】 不影响算法思想实现

【3】构建初始转置矩阵【图的一种表示方式】

           我们以文本对象中的每一个独立文本分词作为一个顶点,采用邻接矩阵来表示文本之间的关联,比如:

           “A B C D”

            "B C A"

            "A C

  A B C D
A 0 0 0 0
B 1 0 0 0
C 1 1 0 0
D 0 0 1 0
         
         
         

          (不知道怎么搞的 这表格删除不了多余 请无视)

         words=【A,B,C,D】整个文档的单词数(去重复)

         (每个单元格的含义:M[i,j]代表从j->i有指向 意即单词words[j] 后面有单词words[i])


假设上面为3段待提取的文字,分词以空格形式切分,那么我们可以得到下面的一个矩阵M

           对上面的矩阵稍作处理 使 每一列的值结果如下:[有点像单元化处理m[i][j]=m[i][j]/(sum[0-N][j])

  A B C D
A 0 0 0 0
B 1/2 0 0 0
C 1/2 1 0 0
D 0 0 1 0
         

具体实现:部分源码

    /**
     * 传入经过分词处理后的wordsWrapper对象
     *matrix[i][j]代表从j->i有指向 现在为未带权处理
     * @param wordsWrapper
     * @return 返回生成的double矩阵
     */
    public static double[][] listToGraph(WordsWrapper wordsWrapper) {
        int wordCount = wordsWrapper.wordcount;
        List<String> nodulWords = Arrays.asList(wordsWrapper.nodulWords);
        double[][] a = new double[wordCount][wordCount];
        ArrayList<String> content = wordsWrapper.words;

        for (String x : content) {
            String xs[] = x.split(" ");
            int curindex = -1, preindex = -1, nextindex = -1;
            for (int i = 0; i < xs.length; i++) {
                String tx = xs[i];
                int index = nodulWords.indexOf(tx);
                if (i != 0) {
                    preindex = nodulWords.indexOf(xs[i - 1]);
                }

                if (preindex != -1) {
                    a[index][preindex] = 1d;
                }
            }
        }
        //just for test
        // System.out.println("before ...");

        //~~~test end here

        //初始矩阵处理
        for (int j = 0; j < wordCount; j++) {

            //这里可以修正 为带权值的
            int nozero = 0;
            for (int i = 0; i < wordCount; i++) {
                if (a[i][j] != 0) {
                    nozero++;
                }
            }
            if (nozero != 0) {
                for (int i = 0; i < wordCount; i++) {
                    a[i][j] = a[i][j] / nozero;
                }
            }
        }
        return a;
    }





【4】迭代运算

     采用最大迭代次数和误差控制判断是否要求迭代

    关于每个单词的PR(PageRank)值计算,在论文总是得分计算公式:


使用TextRank实现的关键字提取_第1张图片

其中各个参数含义:

S(Vi)--顶点i的得分 可以理解为单词i的PR值

d-----阻尼系数 默认为;0.85

In(Vi)---所有指向顶点i的顶点 【比如:单词A 面跟着单词B 那么A属于In(B)】

|Out(Vj)|---节点j的出度【与图算法中的出度意义一样 上面的是入度】


具体实现:【最大迭代次数(20)和 最大容错率由自己指定(0.000001)】

 /**
     * 判断是否需要下一次pagerank迭代 会进行精度计算和总的迭代次数考虑
     *
     * @param before 之前迭代结果 PR值
     * @param cur当前迭代结果 PR值
     * @param curIteration 已经迭代次数
     * @return 是否需要下一次迭代
     */
    public static boolean neededDoNext(double[] before, double[] cur, int curIteration) {
        //先检查迭代次数是否已经超过最大迭代次数
        if (curIteration > MAX_ITERATE_NUM) {
            return false;
        } else {
            //精度要求
            int n = before.length;
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                
                if (Math.abs(cur[i] - before[i]) > DEFAULT_ERROR_RATE) {
                    return true;
                }
            }
            
            System.out.println("All is ok???");
            outputArray(before);
            outputArray(cur);
                    
            //所有都满足精度要求
            return false;
        }

    }

迭代计算处理核心:

double []prevPR//记录前一次的算出来的pr值 初始值设置为全0

double []curPR//记录当前算出的PR值 初始值设定为全1/wordCount;

   while (neededDoNext(prevPR, curPR, iterationCount)) {
            //计算下一次迭代
            prevPR=curPR;
            curPR = doPageRank(transMatrix,prevPR,outDegrees);

            
            System.out.println("当前迭代次数:"+iterationCount+"RESULT:");
            outputArray(curPR);
            iterationCount++;
        }


效果演示:


总共迭代次数为:21
word->d score->0.4023749808259771
word->b score->0.3210029191796684
word->c score->0.5938468678121206
word->a score->0.4023749808259771

可以看出本文的关键字应该是C 注意pagerank可能不会收敛 所以设置最大迭代次数


【5】后处理

提供将临近的关键字 结合起来形成新的关键字【未完成】


【6】写在最后

由于看的是英文的论文 可能有的理解有失偏颇 有的地方理解的不到位还望指教,

还有如果使用带权图可以获得更好的计算效果【论文中有叙述】实现起来也就是修改PR[i] 或者score的计算,原理是一样的

关于如何确定文本单词词性的问题 暂时还没有头绪






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