關鍵詞提取算法-TextRank


  今天要介紹的TextRank是一種用來做關鍵詞提取的算法,也可以用於提取短語和自動摘要。因為TextRank是基於PageRank的,所以首先簡要介紹下PageRank算法。

1.PageRank算法

  PageRank設計之初是用於Google的網頁排名的,以該公司創辦人拉里·佩奇(Larry Page)之姓來命名。Google用它來體現網頁的相關性和重要性,在搜索引擎優化操作中是經常被用來評估網頁優化的成效因素之一。PageRank通過互聯網中的超鏈接關系來確定一個網頁的排名,其公式是通過一種投票的思想來設計的:如果我們要計算網頁A的PageRank值(以下簡稱PR值),那么我們需要知道有哪些網頁鏈接到網頁A,也就是要首先得到網頁A的入鏈,然后通過入鏈給網頁A的投票來計算網頁A的PR值。這樣設計可以保證達到這樣一個效果:當某些高質量的網頁指向網頁A的時候,那么網頁A的PR值會因為這些高質量的投票而變大,而網頁A被較少網頁指向或被一些PR值較低的網頁指向的時候,A的PR值也不會很大,這樣可以合理地反映一個網頁的質量水平。那么根據以上思想,佩奇設計了下面的公式:

該公式中,Vi表示某個網頁,Vj表示鏈接到Vi的網頁(即Vi的入鏈),S(Vi)表示網頁Vi的PR值,In(Vi)表示網頁Vi的所有入鏈的集合,Out(Vj)表示網頁,d表示阻尼系數,是用來克服這個公式中“d *”后面的部分的固有缺陷用的:如果僅僅有求和的部分,那么該公式將無法處理沒有入鏈的網頁的PR值,因為這時,根據該公式這些網頁的PR值為0,但實際情況卻不是這樣,所有加入了一個阻尼系數來確保每個網頁都有一個大於0的PR值,根據實驗的結果,在0.85的阻尼系數下,大約100多次迭代PR值就能收斂到一個穩定的值,而當阻尼系數接近1時,需要的迭代次數會陡然增加很多,且排序不穩定。公式中S(Vj)前面的分數指的是Vj所有出鏈指向的網頁應該平分Vj的PR值,這樣才算是把自己的票分給了自己鏈接到的網頁。

 2.1 TextRank算法提取關鍵詞

  TextRank是由PageRank改進而來,其公式有頗多相似之處,這里給出TextRank的公式:

可以看出,該公式僅僅比PageRank多了一個權重項Wji,用來表示兩個節點之間的邊連接有不同的重要程度。TextRank用於關鍵詞提取的算法如下:

  1)把給定的文本T按照完整句子進行分割,即

  2)對於每個句子,進行分詞和詞性標注處理,並過濾掉停用詞,只保留指定詞性的單詞,如名詞、動詞、形容詞,即,其中 ti,j 是保留后的候選關鍵詞。

  3)構建候選關鍵詞圖G = (V,E),其中V為節點集,由(2)生成的候選關鍵詞組成,然后采用共現關系(co-occurrence)構造任兩點之間的邊,兩個節點之間存在邊僅當它們對應的詞匯在長度為K的窗口中共現,K表示窗口大小,即最多共現K個單詞。

  4)根據上面公式,迭代傳播各節點的權重,直至收斂。

  5)對節點權重進行倒序排序,從而得到最重要的T個單詞,作為候選關鍵詞。

  6)由5得到最重要的T個單詞,在原始文本中進行標記,若形成相鄰詞組,則組合成多詞關鍵詞。

2.2 TextRank算法提取關鍵詞短語

  提取關鍵詞短語的方法基於關鍵詞提取,可以簡單認為:如果提取出的若干關鍵詞在文本中相鄰,那么構成一個被提取的關鍵短語。

2.3TextRank生成摘要

  將文本中的每個句子分別看做一個節點,如果兩個句子有相似性,那么認為這兩個句子對應的節點之間存在一條無向有權邊。考察句子相似度的方法是下面這個公式:

公式中,Si,Sj分別表示兩個句子,Wk表示句子中的詞,那么分子部分的意思是同時出現在兩個句子中的同一個詞的個數,分母是對句子中詞的個數求對數之和。分母這樣設計可以遏制較長的句子在相似度計算上的優勢。

我們可以根據以上相似度公式循環計算任意兩個節點之間的相似度,根據閾值去掉兩個節點之間相似度較低的邊連接,構建出節點連接圖,然后計算TextRank值,最后對所有TextRank值排序,選出TextRank值最高的幾個節點對應的句子作為摘要。

參考 http://blog.csdn.net/u013041398/article/details/52473994


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