本文将会从数据预处理、特征提取、聚类算法选择等多个方面详细介绍Python文本聚类分析的步骤和方法。
一、数据预处理
数据预处理是文本聚类分析的第一步,其目的是对原始文本数据进行去噪、规范化、标准化等处理,以便后续的特征提取和聚类。
常见的文本预处理方法有:
1、去除停用词和标点符号,如“的”、“了”等,可以减小文本的维度,加快计算速度;
import jieba import re #去除停用词和标点符号 def clean_text(text): stop_words = [word.strip() for word in open('stop_words.txt', 'r', encoding='utf-8')] text = re.sub('[^\u4e00-\u9fa5]+', '', text) seg_list = jieba.cut(text, cut_all=False) cleaned = '' for word in seg_list: if word not in stop_words: cleaned += word + ' ' return cleaned.strip()
2、文本去重,如果有相同或者高度相似的文本,可以考虑只保留其中一个;
import difflib #去除重复和高度相似的文本,文件text_list.txt存有多篇文本,每篇文本一行 def deduplicate_text(source_file, target_file): with open(source_file, 'r', encoding='utf-8') as f: text_list = f.readlines() deduplicated = [] for i, text in enumerate(text_list): duplicate = False for j, dedup_text in enumerate(deduplicated): sim = difflib.SequenceMatcher(None, text, dedup_text).quick_ratio() if sim > 0.7: duplicate = True break if not duplicate: deduplicated.append(text) with open(target_file, 'w', encoding='utf-8') as f: f.writelines(deduplicated)
3、对文本进行词性标注,以便后续的关键词提取、实体识别等处理。
import jieba.posseg as pseg #对文本进行词性标注 def pos_tag(text): words = pseg.cut(text) for word, flag in words: print(word, flag)
二、特征提取
特征提取是文本聚类分析的核心步骤,其目的是将文本转换为数值型特征向量,以便后续的聚类算法处理。
常见的文本特征提取方法有:
1、词袋模型,将每篇文本看作一个词汇集合,构造文本-词汇矩阵。其中,每行表示一篇文本,每列表示一个词汇,矩阵中的元素为该词汇在该文本中出现的次数或者频率等统计信息;
from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer #使用词袋模型进行特征提取 corpus = ['这是一篇文本', '这是另外一篇文本', '这是第三篇文本'] vectorizer = CountVectorizer() X = vectorizer.fit_transform(corpus) print(X.toarray())
2、TF-IDF模型,将每篇文本看作一组词语的权重向量,以便后续的聚类算法处理。其中,TF(term frequency)表示词语在文本中出现的频率,IDF(inverse document frequency)表示词语在整个语料库中出现的逆文档频率。
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer #使用TF-IDF模型进行特征提取 corpus = ['这是一篇文本', '这是另外一篇文本', '这是第三篇文本'] vectorizer = TfidfVectorizer() X = vectorizer.fit_transform(corpus) print(X.toarray())
3、Word2Vec模型,将每个单词映射为一个数值型向量,以便后续的聚类算法处理。
from gensim.models import Word2Vec #使用Word2Vec模型进行特征提取 sentences = [['这', '是', '一篇', '文本'], ['这', '是', '另外', '一篇', '文本'], ['这', '是', '第三篇', '文本']] model = Word2Vec(sentences, size=100, window=5, min_count=1, workers=4) print(model['文本'])
三、聚类算法选择
聚类算法是文本聚类分析的关键步骤,其目的是将文本分成若干个组或簇,以便后续的文本分类、文本挖掘等分析。
常见的文本聚类算法有:
1、K-Means算法,将文本分成K个簇,最小化簇内的平方误差和;
from sklearn.cluster import KMeans #使用K-Means算法对文本进行聚类 X = [[1,2], [1,4], [1,0], [10,2], [10,4], [10,0]] kmeans = KMeans(n_clusters=2).fit(X) print(kmeans.labels_)
2、Hierarchical Clustering算法,自下而上或者自上而下聚合文本,直至形成一颗完整的聚类树;
from sklearn.cluster import AgglomerativeClustering #使用Hierarchical Clustering算法对文本进行聚类 X = [[1,2], [1,4], [1,0], [10,2], [10,4], [10,0]] clustering = AgglomerativeClustering(n_clusters=2).fit(X) print(clustering.labels_)
3、DBSCAN算法,将密度相连的文本分到同一个簇中。
from sklearn.cluster import DBSCAN #使用DBSCAN算法对文本进行聚类 X = [[1,2], [1,4], [1,0], [10,2], [10,4], [10,0]] dbscan = DBSCAN(eps=3, min_samples=2).fit(X) print(dbscan.labels_)
四、总结
本文从数据预处理、特征提取、聚类算法选择等多个方面详细介绍了Python文本聚类分析的步骤和方法。期望本文能够为Python文本聚类分析初学者提供一些帮助。
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