Scikit-learn CountVectorizer与TfidfVectorizer


本文主要介绍两个类的基本使用,CountVectorizer与TfidfVectorizer,这两个类都是特征数值计算的常见方法。对于每一个训练文本,CountVectorizer只考虑每种词汇在该训练文本中出现的频率,而TfidfVectorizer除了考量某一词汇在当前训练文本中出现的频率之外,同时关注包含这个词汇的其它训练文本数目的倒数。相比之下,训练文本的数量越多,TfidfVectorizer这种特征量化方式就更有优势。

 CountVectorizer用来转换词频矩阵的

#python2.7 sklearn version 0.18.1 from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer X_test = ['I sed about sed the lack', 'of any Actually'] count_vec=CountVectorizer(stop_words=None) print count_vec.fit_transform(X_test).toarray() print '\nvocabulary list:\n\n',count_vec.vocabulary_ >> >> [[1 0 0 1 1 0 2 1] [0 1 1 0 0 1 0 0]] (0, 4) 1 (0, 7) 1 (0, 0) 1 (0, 6) 2 (0, 3) 1 (1, 1) 1 (1, 2) 1 (1, 5) 1 vocabulary list: {u'about': 0, u'i': 3, u'of': 5, u'lack': 4, u'actually': 1, u'sed': 6, u'the': 7, u'any': 2}

关于上面的代码,有几点说明: 
(1)第6行代码中,stop_words=None表示不去掉停用词,若改为stop_words=’english’则去掉停用词; 
(2)第12,13行,分别是X_test中,两段文本的词频统计结果; 
(3)第15-22行,是稀疏矩阵的表示方式; 
(4)CountVectorizer同样适用于中文

# -*- coding: utf-8 -*- from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer X_test = [u'没有 你 的 地方 都是 他乡',u'没有 你 的 旅行 都是 流浪'] count_vec=CountVectorizer(token_pattern=r"(?u)\b\w\w+\b") print count_vec.fit_transform(X_test).toarray() print count_vec.fit_transform(X_test) print '\nvocabulary list:\n' for key,value in count_vec.vocabulary_.items(): print key,value >> >> [[1 1 0 1 0 1] [0 0 1 1 1 1]] (0, 0) 1 (0, 5) 1 (0, 1) 1 (0, 3) 1 (1, 4) 1 (1, 2) 1 (1, 5) 1 (1, 3) 1 vocabulary list: 他乡 0 地方 1 旅行 2 没有 3 都是 5 流浪 4

 

2.sklearn.feature_extraction.text.TfidfVectorizer 

2.1 tf-idf

首先介绍一下如何计算tf-idf,并且需要明确的是tf-idf=tf*idf,也就是说tf与idf分别是两个不同的东西。其中tf为谋个训练文本中,某个词的出现次数,即词频(Term Frequency);idf为逆文档频率(Inverse Document Frequency),对于词频的权重调整系数。

其中:

 

 
TF=词频(TF)=某个词在文章中的出现次数

 

考虑到文章有长短之分,为了便于不同文章的比较,进行”词频”标准化。 

 
TF=TF=词频(TF)=某个词在文章中的出现次数文章的总词数或者词频(TF)=某个词在文章中的出现次数该训练文本中出现最多次的词数

 

 

 
(IDF)=log(+1)逆文档频率(IDF)=log⁡(总样本数包含有该词的文档数+1)

 

如果一个词越常见,那么分母就越大,逆文档频率就越小越接近0。分母之所以要加1,是为了避免分母为0(即所有文档都不包含该词)。log表示对得到的值取对数(此处为自然对数)。

假定某训练文本长度为1000个词,”中国”、”蜜蜂”、”养殖”各出现20次,则这三个词的”词频”(TF)都为0.02。然后,搜索Google发现,包含”的”字的网页共有250亿张,假定这就是中文网页总数(即总样本数)。包含”中国”的网页共有62.3亿张,包含”蜜蜂”的网页为0.484亿张,包含”养殖”的网页为0.973亿张。则它们的逆文档频率(IDF)和TF-IDF如下:

NULL 包含该词的文档数(亿) TF IDF TF-IDF
中国 62.3 0.02 0.603 0.0121
蜜蜂 0.484 0.02 2.713 0.0543
养殖 0.973 0.02 2.410 0.0482

如: 

 
0.02log(250000000006230000000+1)=0.020.603=0.01210.02∗log⁡(250000000006230000000+1)=0.02∗0.603=0.0121

 

从上表可见,”蜜蜂”的TF-IDF值最高,”养殖”其次,”中国”最低。所以,如果只选择一个词,”蜜蜂”就是这篇文章的关键词。

2.2 TfidfVectorizer

参数表 作用
stop_words 停用词表;自定义停用词表
token_pattern 过滤规则;
属性表 作用
vocabulary_ 词汇表;字典型
idf_ 返回idf值
stop_words_ 返回停用词表
方法表 作用
fit_transform(X) 拟合模型,并返回文本矩阵
# -*- coding: utf-8 -*- from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer X_test = ['没有 你 的 地方 都是 他乡','没有 你 的 旅行 都是 流浪'] stopword = [u'都是'] #自定义一个停用词表,如果不指定停用词表,则默认将所有单个汉字视为停用词; #但可以设token_pattern=r"(?u)\b\w+\b",即不考虑停用词 tfidf=TfidfVectorizer(token_pattern=r"(?u)\b\w\w+\b",stop_words=stopword) weight=tfidf.fit_transform(X_test).toarray() word=tfidf.get_feature_names() print 'vocabulary list:\n' for key,value in tfidf.vocabulary_.items(): print key,value print 'IFIDF词频矩阵:\n' print weight for i in range(len(weight)): # 打印每类文本的tf-idf词语权重,第一个for遍历所有文本, #第二个for便利某一类文本下的词语权重 print u"-------这里输出第", i, u"类文本的词语tf-idf权重------" for j in range(len(word)): print word[j], weight[i][j]#第i个文本中,第j个次的tfidf值 >> >> vocabulary list: 没有 3 他乡 0 地方 1 旅行 2 流浪 4 IFIDF词频矩阵: [[ 0.6316672 0.6316672 0. 0.44943642 0. ] [ 0. 0. 0.6316672 0.44943642 0.6316672 ]] -------第 0 类文本的词语tf-idf权重------ 他乡 0.631667201738 地方 0.631667201738 旅行 0.0 没有 0.449436416524 流浪 0.0 -------第 1 类文本的词语tf-idf权重------ 他乡 0.0 地方 0.0 旅行 0.631667201738 没有 0.449436416524 流浪 0.631667201738


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