用PU学习算法做文本挖掘

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如何利用机器学习技术进行文本挖掘与分类

如何利用机器学习技术进行文本挖掘与分类文本挖掘与分类是机器学习领域中的关键任务之一。

随着互联网的发展和大量数据的产生，如何从海量文本数据中提取有用的信息并进行分类成为了研究的热点之一。

机器学习技术为解决这一问题提供了有效的工具和方法。

本文将介绍如何利用机器学习技术进行文本挖掘与分类，包括文本预处理、特征提取、模型训练与评估等主要步骤。

首先，进行文本挖掘与分类之前，需要对原始文本进行预处理。

预处理包括去除HTML标签、去除标点符号、将文本转换为小写、分词、去除停用词等操作。

这样可以使得原始文本转换成机器学习算法可以处理的格式，减少噪音和冗余，提高分类准确率。

接下来，需要从预处理后的文本中提取有意义的特征。

特征提取是文本挖掘与分类的关键步骤之一。

常用的特征提取方法有词袋模型（Bag of Words）和TF-IDF （Term Frequency-Inverse Document Frequency）等。

词袋模型将文本表示为一个词汇表，并统计每个词出现的频率作为特征。

TF-IDF则考虑到词语在文本集合中的重要性，通过计算词频和逆文档频率来得到特征向量。

此外，还可以利用词嵌入技术如Word2Vec和GloVe，将每个词表示为低维的向量，进一步提高特征的表达能力。

然后，选择合适数目的训练样本来构建机器学习模型。

常用的文本分类算法包括朴素贝叶斯、支持向量机（SVM）、决策树、随机森林和深度学习模型等。

朴素贝叶斯算法是一种基于概率统计的分类方法，其假设特征之间相互独立。

支持向量机通过一个最优超平面来进行分类，可以处理高维特征。

决策树是一种基于树形结构的分类算法，通过一系列的判断条件来完成分类。

随机森林是一种基于决策树的集成分类方法，通过多个决策树的投票来进行分类。

深度学习模型如卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）可以对文本进行端到端的学习，提高分类性能。

在构建模型之后，需要对模型进行训练和优化。

通常将数据集分为训练集、验证集和测试集。

统计学中的文本挖掘与自然语言处理

统计学中的文本挖掘与自然语言处理近年来，随着大数据时代的到来，统计学在各个领域发挥的作用也越来越重要。

其中，文本挖掘和自然语言处理作为统计学的分支之一，被广泛应用于信息抽取、情感分析、主题识别等领域。

本文将探讨统计学中的文本挖掘与自然语言处理的相关概念、方法以及应用。

一、文本挖掘的概念与方法文本挖掘是指从大规模的文本数据中发现隐藏在其中的有价值的信息，并将其转化为结构化的数据。

其主要方法包括文本分类、情感分析、关键词提取等。

1. 文本分类文本分类是指根据文本内容的特征，将其划分到不同的预定义类别中。

例如，将新闻文章分类为体育、娱乐、科技等不同类别。

在实际应用中，可以利用机器学习算法，如朴素贝叶斯、支持向量机等，对文本进行特征提取和模型训练，从而实现自动分类。

2. 情感分析情感分析旨在识别文本中所蕴含的情感倾向，如积极、消极或中性。

这对于企业了解顾客的满意度、产品评价具有重要意义。

情感分析可以通过构建情感词典、使用深度学习模型等方法来实现。

3. 关键词提取关键词提取是指从文本中抽取出最具代表性和信息量的关键词或短语。

这有助于快速了解文本内容。

常用的方法包括基于频率、基于TF-IDF、基于主题模型等。

二、自然语言处理的概念与应用自然语言处理是指将人类语言与计算机进行交互和处理的技术，包括语言理解、机器翻译、问答系统等。

在统计学中，自然语言处理被广泛应用于舆情分析、机器翻译、智能客服等领域。

1. 舆情分析舆情分析旨在通过对社交媒体、论坛、新闻等大规模文本进行分析，了解公众对特定事件、产品或话题的态度和情感倾向。

该分析可用于舆情监控、品牌管理、危机预警等方面。

2. 机器翻译机器翻译是指将一种自然语言的表达形式转化为另一种自然语言的表达形式。

统计机器翻译和基于神经网络的翻译模型已经取得了很大的进展，使得机器翻译的质量逐渐接近或超过人工翻译。

3. 智能客服智能客服利用自然语言处理技术，使得机器能够理解用户提出的问题，并给出相应的答案或建议。

人工智能开发技术中的文本挖掘方法介绍

人工智能开发技术中的文本挖掘方法介绍随着信息时代的不断发展，我们生活在信息的海洋中。

越来越多的数据被生成和积累，如何从这些庞大的数据中提取有用的信息成为一项重要的任务。

而文本挖掘作为人工智能领域的一个重要分支，通过自动化的方式从大量的文本中发现和提取有用的信息，极大地提高了数据的利用效率和价值。

本文将介绍在人工智能开发技术中常用的文本挖掘方法。

首先，文本分类是文本挖掘中最常见的任务之一。

通过给定的训练数据，文本分类模型可以根据文本的特征将其分为不同的类别。

常见的文本分类方法包括朴素贝叶斯法、支持向量机法和深度学习法等。

朴素贝叶斯法基于贝叶斯理论，通过计算文本特征的概率分布来进行分类。

支持向量机法则通过构建超平面将不同类别的文本分开。

深度学习法则通过构建深层神经网络模型，通过学习大量的文本数据来进行分类。

其次，文本聚类是另一个常见的文本挖掘任务。

与文本分类不同，文本聚类是将相似的文本聚集在一起，形成多个不同的簇。

文本聚类可以帮助我们了解文本数据中的分布和结构。

常用的文本聚类方法包括K均值聚类和层次聚类等。

K均值聚类是一种基于距离的聚类方法，通过计算文本之间的距离将其划分到不同的聚类簇中。

层次聚类则是通过不断合并或划分聚类簇来达到最佳的聚类结果。

另外，文本摘要是文本挖掘中的另一个重要任务。

文本摘要可以将长文本压缩成简洁凝练的摘要，提取文本的核心信息。

常用的文本摘要方法包括基于统计的方法和基于神经网络的方法。

基于统计的方法包括TF-IDF和TextRank等算法，通过计算词频和信息权重来提取摘要。

基于神经网络的方法则通过构建序列模型，基于上下文语义信息来生成摘要。

此外，实体识别是文本挖掘中的重要任务之一。

实体识别可以识别文本中的命名实体，如人名、地名、组织机构名等。

实体识别可以帮助我们从大量的文本数据中提取有用的信息。

常见的实体识别方法包括基于规则的方法和基于机器学习的方法。

基于规则的方法通过设计一系列的规则和模式来识别实体。

使用机器学习技术进行文本挖掘和主题建模的方法

使用机器学习技术进行文本挖掘和主题建模的方法机器学习技术在文本挖掘和主题建模方面发挥着重要的作用。

在信息爆炸的时代，海量的文本数据蕴含着巨大的价值，但要从中提取有用的信息变得非常困难。

使用机器学习技术可以帮助我们自动化地处理这些文本数据，实现文本挖掘和主题建模的目标。

首先，文本挖掘是指从文本数据中提取隐含的、未知的、有价值的信息的过程。

机器学习技术在文本挖掘中发挥着关键的作用。

它可以帮助我们自动地识别和提取出文本中的关键词、实体、主题等信息。

例如，使用机器学习算法可以通过训练样本自动识别出文本中的人名、地名、组织名等实体信息，或者通过训练样本自动识别出文本中的情感极性，从而帮助我们分析用户对某个产品或事件的态度。

其次，主题建模是指从文本数据中发现隐含的主题结构的过程。

机器学习技术在主题建模中也起到了关键的作用。

主题建模可以帮助我们发现文本数据背后的隐藏主题，从而帮助我们了解文本数据的内在结构和关联关系。

例如，使用机器学习算法可以通过训练样本自动发现新闻文章中的不同主题领域，或者发现用户在社交媒体上的兴趣爱好。

那么，如何使用机器学习技术进行文本挖掘和主题建模呢？下面是一些方法的介绍：首先，特征提取是文本挖掘和主题建模中的关键步骤之一。

在使用机器学习算法之前，我们需要将文本数据转化为可供算法处理的特征表示。

常用的方法包括词袋模型、TF-IDF、Word2Vec等。

词袋模型将文本表示为一个向量，向量的每个元素代表一个词在文本中出现的次数。

TF-IDF则考虑了词在整个语料库中的重要程度。

Word2Vec将词嵌入到一个低维向量空间中，可以捕捉到词之间的语义关系。

选择合适的特征提取方法对于文本挖掘和主题建模的性能具有重要影响。

其次，算法选择是文本挖掘和主题建模中的另一个重要方面。

常见的机器学习算法包括朴素贝叶斯、支持向量机、随机森林、深度学习等。

不同的算法适用于不同的任务和数据集。

例如，朴素贝叶斯适用于文本分类问题，支持向量机适用于文本聚类问题，深度学习适用于大规模的文本挖掘和主题建模问题。

一种基于聚类的PU主动文本分类方法

软件学报ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@Journal of Software,2013,24(11):2571−2583 [doi: 10.3724/SP.J.1001.2013.04467] +86-10-62562563 ©中国科学院软件研究所版权所有. Tel/Fax:∗一种基于聚类的PU主动文本分类方法刘露1,2, 彭涛1,2,3, 左万利1,3, 戴耀康11(吉林大学计算机科学与技术学院,吉林长春 130012)2(Department of Computer Science, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, USA)3(符号计算与知识工程教育部重点实验室(吉林大学),吉林长春 130012)通讯作者: 彭涛, E-mail: tpeng@, taopeng@摘要: 文本分类是信息检索的关键问题之一.提取更多的可信反例和构造准确高效的分类器是PU(positive andunlabeled)文本分类的两个重要问题.然而,在现有的可信反例提取方法中,很多方法提取的可信反例数量较少,构建的分类器质量有待提高.分别针对这两个重要步骤提供了一种基于聚类的半监督主动分类方法.与传统的反例提取方法不同,利用聚类技术和正例文档应与反例文档共享尽可能少的特征项这一特点,从未标识数据集中尽可能多地移除正例,从而可以获得更多的可信反例.结合SVM主动学习和改进的Rocchio构建分类器,并采用改进的TFIDF(term frequency inverse document frequency)进行特征提取,可以显著提高分类的准确度.分别在3个不同的数据集中测试了分类结果(RCV1,Reuters-21578,20 Newsgoups).实验结果表明,基于聚类寻找可信反例可以在保持较低错误率的情况下获取更多的可信反例,而且主动学习方法的引入也显著提升了分类精度.关键词: PU(positive and unlabeled)文本分类;聚类;TFIPNDF(term frequency inverse positive-negative documentfrequency);主动学习;可信反例;改进的Rocchio中图法分类号: TP391文献标识码: A中文引用格式: 刘露,彭涛,左万利,戴耀康.一种基于聚类的PU主动文本分类方法.软件学报,2013,24(11):2571−2583.http:///1000-9825/4467.htm英文引用格式: Liu L, Peng T, Zuo WL, Dai YK. Clustering-Based PU active text classification method. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2013,24(11):2571−2583 (in Chinese)./1000-9825/4467.htmClustering-Based PU Active Text Classification MethodLIU Lu1,2, PENG Tao1,2,3, ZUO Wan-Li1,3, DAI Yao-Kang11(College of Computer Science and Technology, Jilin University, Changchun 130012, China)2(Department of Computer Science, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, USA)3(Key Laboratory of Symbol Computation and Knowledge Engineering (Jilin University), Ministry of Education, Changchun 130012,China)Corresponding author: PENG Tao, E-mail: tpeng@, taopeng@Abstract: Text classification is a key technology in information retrieval. Collecting more reliable negative examples, and buildingeffective and efficient classifiers are two important problems for automatic text classification. However, the existing methods mostlycollect a small number of reliable negative examples, keeping the classifiers from reaching high accuracy. In this paper, a clustering-basedmethod for automatic PU (positive and unlabeled) text classification enhanced by SVM active learning is proposed. In contrast totraditional methods, this approach is based on the clustering technique which employs the characteristic that positive and negativeexamples should share as few words as possible. It finds more reliable negative examples by removing as many probable positiveexamples from unlabeled set as possible. In the process of building classifier, a term weighting scheme TFIPNDF (term frequency inverse∗基金项目: 国家自然科学基金(60903098, 60973040)收稿时间:2013-02-28; 修改时间: 2013-07-16; 定稿时间: 2013-08-272572 Journal of Software软件学报 V ol.24, No.11, November 2013positive-negative document frequency, improved TFIDF) is adopted. An additional improved Rocchio, in conjunction with SVMs active learning, significantly improves the performance of classifying. Experimental results on three different datasets (RCV1, Reuters-21578, 20 Newsgroups) show that the proposed clustering- based method extracts more reliable negative examples than the baseline algorithms with very low error rates and implementing SVM active learning also improves the accuracy of classification significantly.Key words: positive and unlabeled (PU) text classification; clustering; TFIPNDF (term frequency inverse positive-negative document frequency); active learning; reliable negative example; improved Rocchio随着网络信息量的迅速增长和万维网信息提取技术的出现,自动文本分类技术已经成为数据发掘领域一项重要的任务.文本分类可以预测一篇文档的类别,并且在现实生活中有着很重要的应用,如过滤垃圾邮件[1,2]、网页分类[3]、提供个性化新闻[4]和用户意图分析[5,6]等等.在半监督分类中,训练集由少量有标识的正例文档和大量未标识的文档组成.PU学习技术可以节省收集和标记反例的工作,其目标就是利用未标识的文档来提高分类器的性能.本文就是基于这个目标,分别在两步分类中提出新方法,寻找到更准确的超平面来进行自动文本分类.在提取反例的过程中,我们采用基于聚类方法来收集可信反例.显然,可信反例就是那些与给定主题不相关的文档.也就是说,它们应该与正例共享尽可能少的特征.聚类是一个在数据分析中常用的机器学习方法.它可以用来聚集相似的文档.受到这个启发,我们首先将正例中的文档聚集成一些小的聚类,然后根据一个事先定义的类半径r P,用这些小的聚类来聚集未标识数据集中的文档.在正例集中聚类的目的是提高在未标识文档中聚类的效率.最终,未标识数据集中没有被聚类的文档可被视为可信反例加入可信反例集.采用聚类方法收集反例在我们的非主动学习技术中也取得了良好的效果.本文在构建分类器的过程中提出了一个基于主动学习的方法来进行自动文本分类.首先,应用改进的Rocchio算法来构建初始分类器;进而,应用SVM主动学习提供一个自动PU文本分类的新视角.主动学习研究一个闭环现象,即应该选择什么数据被加入训练集[7].构建分类器时,有少量标识数据和大量未标识数据,当标识的数据被正确选择时,几乎所有的未标识数据都可以被正确地标识.然而,只有当一些未标识的数据不能被改进的Rocchio识别或者标识的结果与SVM分类冲突时,才由一个人工标识者或者领域专家来手工标识这篇文档.迭代判断不确定性最大的文档类别并更新之前生成的分类器,从而得到最终更精确的分类器.由于SVMs随机选择测试数据,主动学习启发式搜索合适的训练数据,这可以使文本分类更加快速、准确.另外,我们采用了3个不同的数据集(RCV1,Reuters-21578,20 Newsgroups)作为标准测试数据集,来展示主动学习应用于PU文本分类带来的出色效果.实验结果表明,与现有的可信反例获取方法相比,基于聚类提取可信反例的方法可以在较低错误率的前提下得到更多的可信反例.并且,主动学习的引入也显著提升了分类器的性能.本文第1节介绍PU文本分类的相关工作.第2节描述基于聚类提取可信反例的方法.第3节讨论如何基于主动学习构造PU文本分类器.第4节介绍实验的环境,分析结果.第5节对全文进行总结.1 相关工作PU文本分类过程主要包含两步:第1步,从未标识数据集(用U标识)中收集可信反例(也称RN);第2步,使用正例集(用P标识)、可信反例集、未标识数据集来迭代构建分类器.国内外很多研究人员对PU文本分类问题进行了研究,并获得了很多研究成果,如S-EM算法[8],PEBL[9],Roc-SVM[10],Biased-SVMs[11],Weighted Logistic Regression[12],one-class SVMs[13],PSOC[14],PE-PUC[15],SPUL[16]等等.此外,主动学习和迁移学习[17−20]也被应用到PU学习中,并且取得了很好的效果.文献[8]总结了PU分类并提出了S-EM算法,并结合贝叶斯和EM算法来构建分类器,在构建分类器的过程中,试图最大化未标识数据集中可信反例的数量,然而,此时反例集中会包含很多正例文档,由此导致分类器精度的下降.Yu等人介绍了PEBL算法来分类网页[9],然而,生成的可信反例数量太少以至于不能得到最好的分类器.Li等人结合了Rocchio方法和SVMs来构建分类器[10],由于Rocchio方法没有达到很高的准确度,收集反例的准确度也不是很高.文献[11]中提出了Biased-SVM方法,生成的分类器也没有达到很高的精度.Pan等人提出刘露等:一种基于聚类的PU 主动文本分类方法2573了动态分类器(DCEPU)来分类PU 文本[21]. 用于S-EM 中的spy 技术[22]将P 中随机的一组正例加入到U 中.NB 技术使用朴素贝叶斯分类器收集U 中的反例[11].Rocchio-SVM 方法用Rocchio 算法收集可信反例,这种传统的方法未能取得很好的效果[23].它通过构建一个原型向量来构建分类器.1-DNF 作为另一种传统的可信反例收集方法,往往收集到的可信反例较少,导致分类器效果并不理想[9].文献[24]中采用KNN 算法将未标识数据集中的文档按照其与k 个最近正例文档的距离进行排序,并且设置一个阈值,未标识数据集中相似度比阈值低的文档被视为可信反例.文献[25]中也介绍了一种基于聚类收集可信反例的方法,他们通过聚类正例和未标识集合中的文档,并通过判断一个聚类中正例的比例来判断这个聚类能否成为可信反例集,但是效率并不高.Settles 在文献[26]中提出了一些主动学习的分析、关于如何设置变量的总结和一些机器学习相关主题的讨论.Nissim 等人将主动学习作为一种选择性取样的方法来提高分类器的性能[27].Joshi 等人将主动学习应用于多类别分类来处理训练瓶颈,使多类别图像分类更容易[28].Ji 和Han 在主动学习中描述了一个新的变量最小化的视角并应用于图结构,其中没有特征表示和标签信息[29].Platt 使用一个逻辑连接函数和规范化最大似然值来直接训练核分类器[30].Schohn 等人提供一种启发式方法来启发式地选择训练数据[7].2 基于聚类收集可信反例在这一节中,我们针对从U 集中收集可信反例,提出了一种新方法.可信反例是与给定主题不相关的,也就是说,这些文档应该与正例文档共享尽可能少的特征.聚类是一个聚集相关文档的传统方法,传统的聚类方法可以大致分为划分方法、层次方法、基于密度的方法、基于网格的方法、基于模型的方法等.在同一簇集中的数据或者文档被看作是高度相关的,因此我们应用聚类来收集更多的可信反例.首先,正例集中的文档用合并(自下而上)聚类聚集.为了获得P 和U 中的聚类,我们在公式(1)和公式(2)中定义类中心O P 、类半径r P 如下:1m i i P x O m ==∑ (1) (), arg max (,)()1k P k P x P r m r r d x O m ϕϕ∈×==+ (2) 其中,我们假定正例集为X ={x 1,x 2,…,x m },x i ∈P .m 是所有用于聚类的文档总数.ϕ(m )=lg(m )+1,用于调整半径的大小,使其能够得到尽可能多且纯正的反例.整个算法包含两步,即聚类和选择.在聚类过程中,对于每个正例集中的文档,我们首先计算出类中心O j 与每个文档距离类中心的距离.根据这个距离,每篇文档可以被分到已存在的类中或者被加入一个新的类中.在选择过程中,首先计算未标识数据集中的每篇文档与P 中每个聚类的距离.若一篇文档与一个类中心的距离小于半径r ,则这篇文档从未标识集合中移除.选择过程结束后,未标识集合中剩余的文档被当作可信反例集.与传统方法不同,基于聚类提取可信反例并不直接提取反例文档.它从未标识集合中移除尽可能多的可能正例.算法描述如算法1所示,其中,第5行~第12行为寻找类中心过程,第14行~第20行为提取反例过程.若文档与类中心的距离小于r p ,则被视为可能的正例,即该文档可以从可信反例集合RN 中删除.该算法时间复杂度为O (mn ),空间复杂度为O (n ).算法1. 基于聚类收集可信反例算法.输入:P :正例数据集,U :未标识数据集.输出:RN :可信反例集.1. procedure Clustering-Based Method for Collecting Reliable Negative Examples2. Assume the positive example set be X ={x 1,x 2,...,x m }, x i ∈P3. 1(),arg max (,),()1k m ii P k P P x P x r m O r d x O r m m ϕϕ=∈×←←←+∑ 4. C 1←{x 1}, O 1←x 1, numCluster ←1, z ←{x 2,x 3,…,x m }2574Journal of Software 软件学报 V ol.24, No.11, November 20135. repeat6. select one x i ∈z and find out the closest O j to x i , 1arg min (,)numClusterj i k k j O d x O =←7. if d (x i ,O j )<r P then8. add x i to class c j and adjust the center of class j , 1j j i j j n O x O n ⋅+←+ and n j ←n j +19. else10. add a new class C numCluster ←{x i }, numCluster ←numCluster +1, O numCluster ←x i11. end if12. until z is empty13. RN ←U14. for i ←1 to numCluster15. for each x i ∈RN16. if d (x i ,O i ) then17. RN ←RN −{x }18. end if19. end for20. end for21. end procedure算法1基于聚类提取可信反例.ϕ(m )=lg(m )+1.numCluster 表示到目前为止生成的类数量.m 是被应用到聚类当中的文档总数.C 1,C 2,…,C m 是最终的类.O j 是类C j 的类中心.n 是类C j 中的元素个数. 3 改进的Rocchio 与SVM 主动学习迭代构建分类器在构建分类器之前,本文采用一种新的特征权值计算方法TFIPNDF(term frequency inverse positive- negative document frequency)[31].TFIPNDF 权值计算方法是对TFIDF(term frequency inverse document frequency)的一种改进方法.为了更好地说明权值计算过程,定义一篇文档d i 被表示为d i ={t 1:x i 1,…,t j :x ij ,t m :x im }.TFIDF 的权值公式为log ik i N TFIDF f n ⎛⎞=×⎜⎟⎝⎠,其中,f ik 表示特征i 在文档k 中出现的频率,N 是集合中文档的总数, n i 表示特征i 在训练样本集合中出现的文档数.TFIDF 权值计算方法反映了两个思想:(1) 某个特征在一篇文档中出现的次数越多,与文档的主题就越相关;(2) 某个特征出现在越多不同类别的文档中,这个特征就越不能区分不同主题的文档.TFIDF 可以反映一个特征在整个文档集中的重要性,但却没有分别考虑其在正例集和反例集中的区别,无疑是TFIDF 策略的一个缺陷.如,给定一个训练集包含20篇文档(10篇正例文档和10篇反例文档),特征t 出现在10篇文档中.根据TFIDF 给出的计算公式,即n i =10,反向文档频率(IDF)为.og 2010l ⎛⎞⎜⎟⎝⎠考虑两种不同的情况:一种是特征t 在正例集和反例集中分别出现5次;另一种是特征t 在正例中出现9次,在反例中出现1次.显然,该特征反映了在正例集和反例集中不同的重要性.由此,我们采用一种新的权值计算方法TFIPNDF.该方法考虑了特征在正例集和反例集中不同的分布情况,弥补了TFIDF 算法的缺陷,其计算公式如下: log ,log ,i ik P i i ik N i P N f k P S n TFIPNDF N N f k RNS n ⎧⎛⎞××∈⎪⎜⎟⎪⎝⎠=⎨⎛⎞⎪××∈⎜⎟⎪⎝⎠⎩文档文档 (3) 其中,f ik 表示特征i 在文档k 中出现的频率,N 是集合中文档的总数,n i 表示特征i 在训练样本集合中出现的文档刘露等:一种基于聚类的PU 主动文本分类方法 2575数,P i 表示特征i 在正例集中出现的次数,N i 表示特征i 在反例集中出现的次数,S P 和S N 分别是正例集和反例集的文档总数.一个数据集中包含不同长度的文档.我们对TFIPNDF 的权值进行归一化,公式如下:21log log ik i ik N i M r rk r N r k P x f S n k RN N N f S n =⎧∈=××⎜⎟⎝⎠∈⎡⎤⎛⎞××⎢⎥⎜⎟⎝⎠⎣⎦∑文档文档 (4) 其中,M 是所有特征的数量.在预处理、特征提取和权值计算等一系列工作结束后,我们接下来介绍如何构建分类器. 在Rocchio 分类器中[32],构造一个原型向量j c K 来总结类j 中的文档.每个待分类的文档需要与每个类的原型向量计算相似度,这个待分类的文档很有可能属于这个相似度最大的类.原型向量如下构造: 11||||||||||||j j j d c d D c j j d d c c d D c d αβ∈∈−=−−∑∑K K K K K K K (5) 其中,||||d K 代表向量d K 的欧几里得距离,D 代表训练集,c j 是识别出的相关文档的集合,α和β这两个参数用来调整识别相关文档和不相关文档的效果.文献[33]已经给出了两个参数的合理取值,将α和β分别设置为16和4.大量的距离度量方法已经被提出来,其中最成功的是余弦函数.因此,我们采用余弦函数来计算原型向量和待分类文档向量的相似度.计算公式如下: ()arg max cos(,)arg max ||||||||j j j Rocchio j c c c c jc x H x c x c x ∈∈==⋅K K K K K K K (6) Rocchio 算法的一个缺点是它不能处理一篇文档不属于任何一个给定类别的情况.也就是说,我们需要对 cos(,)j c x K K 设定一个阈值.本文对Rocchio 算法进行了改进,旨在不仅得到类c j 的原型向量,而且得到类半径R j .一旦x K 和j c K 的距离高于类半径R j ,待分类的文档就属于类c j ,也就是.j x c ∈K 类半径R j 的计算方法如下: arg max cos(,)arg max ||||||||j j j j jd c d c jc d R c d c d ∉∉==⋅K K K K K K (7) 改进Rocchio 方法后,确定待分类文档类别的公式如下:()arg max cos(,)arg max && cos(,)||||||||j j j Rocchio j j j c c c c jc x H x c x c x R c x ∈∈==⋅K K K K K K K K K ≥ (8) 如果没有一个类c j 满足上述公式的要求,待分类的文档就不能被分类器正确地识别.也就是说,它不属于任何一个类别.传统的分类器往往尽最大的努力来减少分类错误[14,21,34,35].主动学习,也称为查询学习或者最优实验设计,是机器学习的一个分支,更常说的是人工智能的一个分支[26].一种学习算法如果允许启发式地选择它要学习的数据,则往往会用更少的训练次数得到更好的效果.本文中,主动学习的实质就是启发式地选择训练数据,并且重新分类不确定性较大的文档.也就是说,如果数据集中的一篇文档不能被改进的Rocchio 算法识别,或者它的类别不匹配SVMs 的分类结果,那么就由一个手工注释者或者一个领域专家来手动标识这篇文档.这个交互的过程可以极大地提高分类的准确度.在主动学习的过程中,文档被交互评估,从而得到一个新的分类器.与我们在PRL 中的工作相比,本文的文本分类过程克服了1-DNF 及1-DNFC 的缺点,利用了聚类方法的特点,得到了更加精确的分类器.2576Journal of Software 软件学报 V ol.24, No.11, November 2013Schölkopf 等人从超平面角度定义了支持向量机[36],且支持向量机已被出色地应用在很多研究领域[37−39].支持向量机通过寻找最大页边距设计一个合理的超平面,从而分类向量空间中的数据.每个样本和超平面的距离是判断这个样本类别的关键.在这一节中,我们也描述在主动学习过程中如何选择训练数据.从支持向量机的原理中可以看出,在向量空间S 中,用于分类的超平面只与支持向量sv 相关.给出样本x 和超平面h i 的距离d (x ,h i ),选择样本的策略就是找到一个样本x 0,使得它和超平面的距离最小,即d (x 0,h i )=min{d (x ,h i )},x ∈S .也就是说,这个样本应该尽可能地离超平面近一些.主动学习采样的收敛性已经在文献[40]中得到证明,本文只考虑支持向量机的二元分类情况.主动学习分类算法描述如算法2所示,其时间复杂度为O (n ),空间复杂度也为O (n ).算法2. 主动学习算法.输入:训练集T (P :正例数据集,RN :可信反例集,U :未标识数据集),ns :取样中样本数量.输出:分类器f .1. procedure Active Learning2. Initialize training sample set I 0, I 0←Sub p ∪Sub n //Sub p (Sub n ) is the subset of P (RN )3. T 0←T −I 0, i ←14. repeat5. b i ←∅6. find the optimal classification hyperplane h i of training sample set I i −1 based on SVMs7. sv ←support vector of hyperplane h i8. dp ←the distance between the support vector of positive samples and sv9. dn ←the distance between the support vector of negative samples and sv10. choose ns samples from T i −1 which are closest to h i and d (x ,h i )<dp and d (x ,h i )<dn /* x ∈T i −1, d (x ,h i )is the distance between x and h i */11. b i ←the ns samples12. label the ns samples correctly13. for each x ∈T i −1−b i14. ()(,)l l l lg x y a k x x b =−∑ /* a l is a coefficient, y l is a classification label (1,−1), x l is a supportvector, k (x l ,x ) is the kernel function of SVMs. b is a classification threshold */15. 1, when (|()| && ()0) or (()0 && ()1)()1, when (|()| && ()0) or (()0 && ()1)Rocchio i Rocchio g x dp g x g x H x h x g x dn g x g x H x +>>=+⎧=⎨−<<=−⎩≥≥ 16. if x can not be identified by improved Rocchio or its category does not match the result of SVMs,then17. label x manually18. b i ←b i ∪x19. end if20. end for21. I i ←I i −1∪b i , T i ←T i −1−b i22. i ←i +123. until T i is empty or b i is empty24. f ←h i25. return f26. end procedure刘露等:一种基于聚类的PU 主动文本分类方法25774 实验与结果在这一节中,我们使用本文提到的技术构建了一个PU 文本分类系统,并且在3个测试集上测试了我们的方法.首先,我们将在第4.1节定义度量标准以评估所提出的方法.然后将在第4.2节中介绍3个数据集.为了测试我们方法的有效性,第4.3节将介绍用来参照的算法.最终,所有的实验结果将在第4.4节中给出.4.1 度量标准为了评估PU 文本分类器的性能,两个最常用的度量标准(准确率和召回率)被用来直接反映系统的可行性.文本分类中的准确率是被正确分类的正例文档数量占被分类为正例的文档数量的比例.这个度量标准用来衡量系统是否可以很好地剔除不相关类别的文档.召回率,也称为查全率,是被正确分类的正例文档数量占实际上正例文档数量的比例.这个度量标准反映了系统找全所有相关文档的能力.我们假定T 是测试集中所有类别相关文档的集合,C 是被分类器判断为类别相关文档的集合.因此,我们用公式定义准确率和召回率如下: ||100%||C T precision C ∩=× (9) ||100%||C T recall T ∩=× (10) 由于这两个标准并不相关,用两个标准评估不同的分类器是困难的.因此,采用准确率和召回率的调和平均值F -Measure [41]来作为分类器的评估标准.根据我们对准确率和召回率重要性的不同需求,定义F -Measure 值如下: 2(1)-precision recall F Measure precision recallββ+×=×+ (11) 其中,β是一个反映准确率和召回率相对重要程度的权值.显然,若β>1,则召回率的重要性大于准确率;反之亦然.本文将β设定为常量1.我们也定义了错误率ERR ,从找到的可信反例数量和错误率的角度,将我们的方法与CPUE [25]、改进的1-DNF [14]和1-DNF [9]进行比较.假定RN (P t )是可信反例中的正例集合,P t 是未标识数据集中正例的集合,错误率ERR 如下计算:|()|||t t RN P ERR P = (12) 4.2 数据集本文将在3个数据集上测试提出的方法:Reuters Corpus Volume 1(RCV1),Reuters-21578和20 Newsgroups.下面将分别介绍这3个数据集. RCV1数据集是目前使用最广泛的服务于文本分类的标准数据集.它是来自于路透社的新闻语料库,收集了804 414篇文档,用于训练集和测试集.该测试集按树形层次分布,根节点包含3个大类别:topic,industry 和region.我们选取其中一个topic 子集进行实验.在topic 这一层中包含4个分支:CCAT(corporate/industrial),ECAT (economics),GCAT(government/social)和MCAT(market).在这789 670篇文档中,本文只在每类中采用3 000篇文档,其中70%被用作训练集,剩余的30%被用作测试集.Reuters-21578数据集包含从路透社新闻组收集的21 578篇文档.在这135个主题21 578篇文档中,我们选取其中10个类别9 980篇文档作为本文的测试集和数据集.仍将每类70%作为训练集,30%作为测试集,具体的数量见表1.20 Newgroups 是由Ken Lang 等人收集的数据集,包含20 000篇新闻文档,分布在20个类别中.本文只选取其中的10个类共9 840篇文档进行实验.另外,我们使用20news-bydate.tar.gz 版本的数据集作为我们实验的训练集和测试集.训练集和测试集的数量已经由提供者提前确定.具体每类的文档数量见表2.2578 Journal of Software软件学报 V ol.24, No.11, November 2013Table 1Number of documents of each topic in Reuters-21578表1 Reuters-21578中每个类别文本数量类别数量369Acq 2Corn 237Crude 578964Earn 3Grain 582Interest 478Money 717Ship 286Trade 486Wheat 283Table 2Number of documents of each topic in 20 Newsgroups表2 20 Newsgroups中每个主题文本数量类别数量comp.graphics 973comp.os.ms-windows.misc 985comp.sys.ibm.pc.hardware 982comp.sys.mac.hardware 963comp.windows.x 988sci.crypt 991sci.electronics 984sci.med 990sci.space 987soc.religion.christian 9974.3 参照的方法许多PU分类算法和可信反例提取方法被应用于自动文本分类,为了评估本文提出的文本分类方法的有效性,我们分别为两步分类方法选取了不同的参照方法.在提取可信反例阶段,我们选取了CPUE、改进的1-DNF 和1-DNF算法,从提取可信反例数量和错误率两个角度对本文提出的方法进行评估.在构造分类器阶段,我们分别选取高效的PSOC[14],PEBL[9]和OCS(one-class SVM)[36]这3种算法作为参照算法.4.4 结果为了评估我们方法的性能,首先从收集到的反例数量和错误率的角度测试本文提出方法的性能.表3~表5列出了3个数据集中分别用基于聚类提取反例方法、CPUE、改进的1-DNF和1-DNF提取反例的数量和相应的错误率.根据文献[14],我们将改进的1-DNF中的参数λ设置为0.2.结果表明,基于聚类提取可信反例的数量明显高于其他3种算法.虽然1-DNF算法可以得到最低的错误率,但是它获得了最少的可信反例,不能达到很好的效果.基于聚类提取可信反例的算法在错误率上明显好于CPUE、改进的1-DNF和1-DNF.因此结果表明,本文提出的基于聚类提可信反例的方法可以在较低错误率的前提下识别出更多的反例.Table 3Number of reliable negative examples and the error rates of four kinds of methodsin Reuters Corpus Volume 1表3 Reteurs Corpus Volume 1中4种方法收集的反例个数和相应的错误率1-DNF 改进的1-DNF CPUE 聚类类别(%)(%)RN ERR(%)RN ERRRN ERR(%) RN ERR245 0.72898 1.07 2CCAT 354 0.29 1596 1.19 1ECAT 301 0 1 956 0.89 2 115 0.78 2 447 0.45308 0.96819 1.34 3GCAT 374 0.47 2539 1.47 2MCAT 311 0 2 416 1 2 666 0.89 3 193 0.65刘露等:一种基于聚类的PU主动文本分类方法2579Table 4Number of reliable negative examples and the error rates of four kinds of methods in Reuters-21578表4 Reteurs-21578中4种方法收集的反例个数和相应的错误率1-DNF 改进的1-DNF CPUE 聚类类别RN ERR (%) RN ERR (%) RN ERR (%) RN ERR (%)257 0.68 Acq 176 0 773 1.09 881 1.04 1376 0.67 Corn 218 0 785 1.79 897 0.92 1Crude 121 0 456 0 535 0.85 880 0.59281 0.18 Earn 214 0.16 835 0.30 926 0.27 1360 0.44 Grain 144 0 806 0 971 0.84 1Interest 276 0 1 143 0 1 296 1.03 1 707 0.75Money 258 0 1 220 0 1 332 2.05 1 584 1.16Ship 376 1.57 1 430 1.77 1 578 1.76 1 900 1.62Trade 113 0 379 0 509 0 831 0Wheat 222 0 917 0 1 056 0 1 396 0 Table 5Number of reliable negative examples and the error rates of four kinds of methods in 20 Newsgroups表5 20 Newsgroups中4种方法收集的反例个数和相应的错误率1-DNF 改进的1-DNF CPUE 聚类类别RN ERR (%) RN ERR (%) RN ERR (%) RN ERR (%)6789061.111.72comp.graphics 1174391.79110 0.81 comp.os.ms-windows.misc 111 0 412 1.22 703 1.09 1041 0.92 comp.sys.ibm.pc.hardware 120 0 593 1.78 783 1.59 1354 0.67 comp.sys.mac.hardware 125 0.64 590 1.82 698 1.35 1750948 0.730.99comp.windows.x 115 0 5231.221.128010.816371.24sci.crypt 101412077 1.58 sci.electronics 126 0.56 561 1.85 716 1.77 111710.761.18543sci.med 1173901.36169 0.88 sci.space 1180 419 1.75 602 1.61 1soc.religion.christian 121 0 389 1.80 550 1.64 960 1.17 一个PU文本分类器的性能在很大程度上取决于它能否以低错误率获得尽可能多的可信反例.在1-DNF算法中,该算法只考虑一个特征项在正例文档集和未标识文档集中出现的频率之差,而没有考虑其在正例文档中本身的频率.例如,我们想要搜索关于“game”的文档,而特征“blue”在正例文档集中出现的频率是0.3%,但在未标识文档集中出现的频率是0.1%.显然,“blue”不是一个正例特征,这与1-DNF算法得出的结果冲突.在这种情况下,正例特征会大量增加,相应地,反例数量会大量减少,甚至为0.改进的1-DNF算法对1-DNF算法进行了改进.该算法不仅考虑了特征在正例文档集中和未标识文档集中的频率差,而且考虑了特征在正例文档集中本身的频率.也就是说,只有当同时满足两个条件时,一个特征项才能被看作正例特征项:• 首先,该特征在正例文档集中出现的频率大于其在未标识文档集中出现的频率;• 其次,该特征在正例文档集中出现的频率应大于一个固定的阈值.CPUE通过同时对正例文档集和未标识文档集中的文档进行聚类获得可信反例,这个过程是相对耗费时间和影响分类器准确度的.其错误率增加的原因在于,所有正例文档被直接用于与未标识文档集进行聚类.许多未标识文档被错误地当作非可信反例来对待.相应地,该算法会将可信反例的数量减少很多.本文提出的提取可信反例的方法在文档和类中心之间定义了一个半径,并通过移除未标识文档中尽可能多的“可能正例”来收集可信反例.未标识文档集中剩余的文档被当作可信反例.从收集的可信反例数量和错误率的角度来看,本文提出的方法获得了较好的性能.为了验证TFIPNDF算法的有效性,我们采用不同的权值计算方法来比较TFIPNDF算法给分类效果带来的影响.如图1所示,通过观察比较平均F-Measure值在3个不同数据集中每个类别上的区别,我们发现,TFIPNDF算法优于传统的TFIDF算法.。

机器学习技术中的文本挖掘方法介绍

机器学习技术中的文本挖掘方法介绍文本挖掘是机器学习技术中的一个关键领域，它涉及到从大规模文本数据中提取有用信息和知识的过程。

随着互联网时代的到来，大量的文本数据被产生出来，文本挖掘成为了一种重要的技术，可以帮助我们处理和分析这些海量的文本数据。

在机器学习技术中，文本挖掘主要有以下几种方法：1. 文本分类：文本分类是将文本分为不同的类别或标签的任务，通过使用自然语言处理和统计学习的技术，可以将文本按照其内容或主题进行分类。

例如，可以利用文本分类来将新闻文章按照不同的类别进行分类，比如体育、政治、娱乐等。

2. 文本聚类：文本聚类是将相似的文本分组到一起的任务，它可以帮助我们发现文本数据中的潜在模式和结构。

通过使用聚类算法，文本可以按照相似性进行分组，使得同一组内的文本之间的相似性较高，而不同组之间的相似性较低。

3. 文本摘要：文本摘要是将长篇文本压缩成更短的摘要或概括的过程。

这对于处理大量的文本数据以及帮助人们快速了解文本内容非常有用。

文本摘要可以通过提取关键词或句子的方式来实现。

一种常见的方法是使用词频统计和TF-IDF（词频－逆文档频率）来识别重要的关键词或句子。

4. 情感分析：情感分析是分析文本中表达的情感倾向的任务，可以帮助我们了解人们对特定话题或事件的态度和情感。

通过使用自然语言处理和机器学习的技术，可以将文本分类为正面、负面或中性情感。

情感分析在社交媒体监测、产品评论分析等领域有着广泛的应用。

5. 实体识别：实体识别是从文本中识别和提取出具体的命名实体或特定类型的实体的任务。

这些实体可以是人名、地名、组织机构名等。

通过使用自然语言处理和机器学习的技术，可以建立模型来识别文本中的实体，并将其分类为不同的类型。

6. 关系抽取：关系抽取是从文本中提取实体之间的关系的任务。

通过使用自然语言处理和机器学习的技术，可以构建模型来自动识别文本中的关系，并将其表示为结构化数据，比如三元组（Subject，Predicate，Object）。

如何使用机器学习技术进行文本挖掘分析

如何使用机器学习技术进行文本挖掘分析如何利用机器学习技术进行文本挖掘分析随着互联网的迅猛发展，人们每天都产生大量的文本数据，如社交媒体消息、新闻报道、博客文章等。

对这些数据进行分析和挖掘，可以帮助我们发现隐藏在其中的有用信息，从而为决策和预测提供支持。

机器学习技术在文本挖掘方面已经取得了很大的突破，让我们一起来了解如何使用这些技术进行文本挖掘分析。

首先，文本预处理是文本挖掘分析的一个重要步骤。

由于文本数据的多样性和复杂性，我们需要对文本数据进行清洗和标准化，以便更好地进行后续的分析。

常见的预处理技术包括去除文本中的特殊字符和标点符号，将文本转换为小写字母，去除停用词和词干化等。

此外，还可以使用一些文本转换技术，如词袋模型和TF-IDF，将文本转换为向量表示，方便机器学习算法的处理。

其次，了解不同的机器学习算法对于文本挖掘分析至关重要。

在文本分类方面，常用的机器学习算法有朴素贝叶斯、支持向量机（SVM）和深度学习模型，如循环神经网络（RNN）和卷积神经网络（CNN）。

这些算法可以根据训练数据的特征和标签，构建模型用于分类任务。

在文本聚类和主题建模方面，常用的算法有k-means、层次聚类和Latent Dirichlet Allocation（LDA）。

这些算法可以将相似的文本聚类在一起，或者发现文本数据中的潜在主题。

还有一些特定的文本挖掘技术可以应用于特定的任务。

例如，情感分析可以帮助我们了解用户对于产品、服务或社交媒体内容的情感倾向，从而指导决策和改进。

文本摘要可以提取文本的关键信息，以便进行快速阅读和浏览。

命名实体识别可以识别文本中的特定实体，如人名、地名和组织名等。

这些技术可以根据具体的需求和任务，选择合适的机器学习算法和模型进行实现。

在应用机器学习技术进行文本挖掘分析时，还需要注意一些挑战和注意事项。

首先，文本数据可能存在噪声和错误，如拼写错误、语法错误和意思不明确等。

因此，在数据预处理过程中需要考虑这些问题，并采取适当的策略进行处理。

如何应用机器学习算法进行文本挖掘分析

如何应用机器学习算法进行文本挖掘分析随着大数据时代的到来，海量的文本数据成为了各个领域的重要资源。

然而，如何从这些海量的文本数据中提取有价值的信息，成为了一个亟待解决的问题。

而机器学习算法的出现，为文本挖掘分析提供了一种有效的解决方案。

一、文本挖掘分析的意义文本挖掘分析是指通过自动化的方式，从文本数据中发现并提取出有用的信息和知识。

它可以帮助我们从大量的文本数据中提取出关键词、主题、情感倾向等信息，为决策提供支持。

例如，在金融领域，可以通过分析新闻报道和社交媒体上的评论，预测股票市场的走势；在医疗领域，可以通过分析病历和科学文献，发现新的治疗方法和疾病关联。

二、机器学习算法在文本挖掘分析中的应用1. 文本分类文本分类是指将文本数据划分到不同的类别中。

机器学习算法可以通过学习已标注的文本数据，建立分类模型，然后将新的未标注文本数据进行分类。

常用的机器学习算法包括朴素贝叶斯、支持向量机和深度学习算法等。

例如，在垃圾邮件过滤中，可以通过学习已标注的垃圾邮件和正常邮件，建立分类模型，然后将新的邮件进行分类。

2. 情感分析情感分析是指通过分析文本中的情感信息，判断文本的情感倾向。

机器学习算法可以通过学习已标注的情感文本数据，建立情感分类模型，然后将新的未标注文本数据进行情感分析。

常用的机器学习算法包括支持向量机、逻辑回归和深度学习算法等。

例如，在社交媒体上，可以通过分析用户的评论和帖子，判断用户对某个产品或事件的情感倾向。

3. 关键词提取关键词提取是指从文本中提取出具有代表性的关键词。

机器学习算法可以通过学习已标注的文本数据，建立关键词提取模型，然后将新的未标注文本数据进行关键词提取。

常用的机器学习算法包括基于统计的方法和基于深度学习的方法等。

例如，在搜索引擎中，可以通过分析网页的内容，提取出与用户查询相关的关键词。

三、机器学习算法在文本挖掘分析中的挑战尽管机器学习算法在文本挖掘分析中取得了一定的成果，但仍然面临着一些挑战。

机器学习技术在文本挖掘中的使用方法

机器学习技术在文本挖掘中的使用方法在当今的信息爆炸时代，大量的文本数据被持续产生和积累。

有效地从这些海量文本中提取和挖掘有价值的信息变得至关重要。

机器学习技术作为一种能够自动学习和改进的方法，已经被广泛应用于文本挖掘领域。

本文将介绍机器学习技术在文本挖掘中的使用方法，并阐述其优势和应用案例。

首先，为了理解机器学习技术在文本挖掘中的应用方法，我们需要明确文本挖掘的目标。

文本挖掘是从大规模文本数据中发现、提取和推理出有用信息的过程。

它包括文本分类、情感分析、实体识别、关键词提取等多个任务。

机器学习技术可以用于这些任务的模型训练和优化。

对于文本分类任务，机器学习技术可以通过学习大量标注好的文本数据，建立一个能够自动判断文本类别的分类器。

常用的分类算法有朴素贝叶斯、支持向量机、决策树等。

以垃圾邮件过滤为例，我们可以使用机器学习技术训练一个分类器来自动识别垃圾邮件，提高用户的邮件过滤准确率。

情感分析是另一个重要的文本挖掘任务，它旨在识别文本中的情感倾向。

机器学习技术可以通过学习情感标注数据，构建一个情感分类器。

例如，我们可以使用机器学习技术分析用户在社交媒体上的评论，判断评论者的情感态度是积极还是消极，从而帮助企业进行品牌声誉管理。

实体识别是文本挖掘领域的又一重要任务。

实体可以是人物、地点、组织、日期等。

机器学习技术可以通过学习带有实体标注的数据，构建一个实体识别模型。

举个例子，我们可以利用机器学习技术从新闻文章中提取出公司名称、产品名等实体信息，用于市场竞争分析和商业智能决策。

此外，关键词提取也是文本挖掘的常见任务之一。

机器学习技术可以通过学习关键词标注数据，建立一个关键词提取模型。

关键词提取在搜索引擎优化、文本摘要生成等领域有着广泛的应用。

例如，我们可以使用机器学习技术从一篇科技新闻中抽取出最具代表性的关键词，以便读者快速了解新闻内容。

机器学习技术在文本挖掘中的优势在于其能够自动从大规模文本数据中抽取出有用信息，无需手动规则的编写。

GCN-PU基于图卷积网络的PU文本分类算法

目前处在一个信息快速增长的时代，如何根据用户给出的感兴趣文本，从海量的文本集中挑选出相关文本成为一个急需解决的问题。

在实际应用中，用户只保留了感兴趣的文本集以及大量的未标注文本集，即只有正类样本和未标注的样本。

传统的有监督学习和半监督学习都需要正类样本和负类样本来训练分类器[1]。

与传统的有监督学习和半监督学习不同，PU学习（Positive and Unlabeled）的分类器建立在正类样本集P和未标注样本集U的基础上，其中未标注样本集同时含有正类样本和负类样本[2]。

PU学习算法可以分成两类，一类是“两步法”，即从未标注样本集中不断选择可靠的负类样本来构建分类器；另一类是“直接法”，即直接在正类样本和未标注样本上构建分类器[3]。

“两步法”包括S-EM[4]、Roc-SVM[5]和AdaSampling[6]等算法。

S-EM算法的第一步采用了间谍技术（Spy Technique），即随机选取少量已经标注的正类样本作为间谍集S放入未标注样本集中，然后以P-S作为正类样本集，以U∪S作为负类样本集训练基于EM算法的分类器，最后以间谍集S的类别概率确定选择可靠负类样本的阈值。

Roc-SVM算法的第一步采用Rocchio算法筛选出可靠的负类样本集后，利用SVM训练文本分类器。

AdaSampling是一种基于Bootstrap采样的算法，U中被选择作为可靠负类样本的概率为上一轮分类器GCN-PU:基于图卷积网络的PU文本分类算法姚佳奇，徐正国，燕继坤，王科人盲信号处理重点实验室，成都610041摘要：针对PU（Positive and Unlabeled）文本分类问题，提出了一种基于图卷积网络的PU文本分类算法（GCN-PU），基本思想是给未标注样本加以不同的损失权重。

将未标注样本全部视为负类样本，用以训练基于卷积神经网络的文本分类器；取卷积神经网络的倒数第二层的向量为文本的特征向量，以及对应的类别概率，作为图卷积网络的输入；利用图卷积网络得出的类别概率计算每个未标注样本的损失权重，重新训练文本分类器。

机器学习算法在文本挖掘中的应用研究

机器学习算法在文本挖掘中的应用研究一、引言随着信息化和网络化时代的到来，海量的文本信息让人类难以有效地获取和利用，文本挖掘技术应运而生，并成为当今信息处理领域的一个热点研究方向。

机器学习作为文本挖掘中的一种重要技术手段，已经在新闻分析、情感分析、主题模型等诸多领域得到了广泛的应用。

本文将探讨机器学习算法在文本挖掘中的应用研究。

二、机器学习概述机器学习是计算机科学、人工智能和统计学等多学科交叉的研究领域，其目的是研究计算机算法和模型，通过学习数据规律来改进自身的性能。

机器学习算法通常可以分为监督学习、无监督学习和半监督学习这三种基本类型。

在文本挖掘中，常用的机器学习算法包括朴素贝叶斯算法、决策树算法、支持向量机算法等。

三、文本挖掘概述文本挖掘是一种将非结构化文本数据转化为有用信息的技术，可以挖掘出文本数据中的知识、模式和关系，从而帮助人们实现信息的获取、过滤、归纳和推理等目的。

文本挖掘技术主要包括自然语言处理、信息检索、机器学习等多种技术手段，它广泛应用于情感分析、信息抽取、文本分类、主题建模、知识发现等领域。

四、机器学习算法在文本挖掘中的应用4.1 文本分类文本分类是文本挖掘中的一个重要应用领域，其目的是将文本数据按照一定的规律分类到不同的类别中，以便进行管理、检索和分析。

文本分类中常用的机器学习算法包括朴素贝叶斯算法、支持向量机算法、最大熵算法等。

其中，朴素贝叶斯算法是一种简单高效的分类算法，通过计算联合概率来进行分类，该算法在文本分类中得到了广泛的应用。

4.2 情感分析情感分析是一种利用计算机技术对文本中的情感进行分析和识别的方法。

其主要应用于社交媒体、产品评论、新闻监测、舆情分析等领域，帮助人们了解用户态度和情感，从而做出合理的决策。

在情感分析中，常用的机器学习算法包括支持向量机算法、神经网络算法、决策树算法等。

例如，情感识别可以使用支持向量机算法来进行分类，分类结果是正面、负面或中性的情感。

机器学习算法在文本挖掘中的应用

机器学习算法在文本挖掘中的应用文本挖掘是指从大量的文本数据中提取有用信息和知识的过程，具有广泛的应用前景。

而机器学习算法则是文本挖掘过程中不可或缺的技术手段之一。

本文将探讨机器学习算法在文本挖掘中的应用。

一、文本表示与特征选择在进行文本挖掘前，首先需要对文本进行表示和特征选择，以便后续算法分析处理。

文本表示主要有两种方式：一是基于词袋模型，即将文本中的单词作为特征，特征值为出现的次数；二是基于向量空间模型，即将文本表示为向量，每个元素代表特定的单词，以及该单词在文本中出现的次数或相关度量。

在这个过程中，需要进行特征选择以减少噪声和冗余信息。

常见的特征选择方法包括互信息、卡方检验、信息增益等，以及一些基于语义分析的方法，如LSI和LDA。

二、监督学习算法监督学习算法是根据已有的标记数据进行分类和预测的算法。

在文本挖掘中，监督学习算法主要用于文本分类、情感分析、信息提取等任务。

其中，朴素贝叶斯(Naive Bayes)和支持向量机(SVM)是最常用的分类算法之一。

朴素贝叶斯基于贝叶斯定理，通过计算条件概率来预测数据类别；而SVM则是通过将样本空间映射到高维空间，将不可分的样本分离开来。

此外，决策树、随机森林和神经网络等算法也广泛应用于文本分类任务中。

三、非监督学习算法非监督学习算法是通过无标记数据的统计特性学习模型，主要用于聚类、主题建模等任务。

聚类是将相似的文本归为一类的过程，其中常用的算法包括K-means、层次聚类和DBSCAN等；主题建模则是将文本提炼出其中的主题和话题，以便后续的分析和应用。

其中，最常用的主题建模算法是潜在语义分析(LSA)和潜在狄利克雷分布(LDA)。

四、深度学习算法深度学习算法是近年来快速发展的机器学习技术，它主要利用神经网络模拟人类大脑的工作方式，通过多层次的学习以及反向传播算法来进行文本挖掘。

常见的深度学习算法包括卷积神经网络(CNN)、长短时记忆网络(LSTM)和自编码器(Autoencoder)等。

自然语言处理在文本挖掘中的应用研究

自然语言处理在文本挖掘中的应用研究在当今数字化的时代，数据如同海洋一般浩瀚，而其中大量的数据是以文本的形式存在的。

如何从这些海量的文本数据中挖掘出有价值的信息，成为了一个重要的研究课题。

自然语言处理（Natural Language Processing，简称 NLP）作为一门涉及计算机科学、语言学和人工智能的交叉学科，为文本挖掘提供了强大的技术支持和方法。

文本挖掘是指从大量的文本数据中发现潜在的、有用的模式和信息。

它的应用领域非常广泛，包括但不限于商业智能、信息检索、舆情分析、医疗保健、金融等。

在这些领域中，人们需要从大量的文本数据中快速准确地获取关键信息，以便做出决策、优化业务流程或者发现新的机会。

自然语言处理在文本挖掘中的一个重要应用是文本分类。

文本分类是将文本数据按照预先定义的类别进行划分的任务。

例如，在新闻分类中，可以将新闻分为政治、经济、体育、娱乐等类别；在邮件分类中，可以将邮件分为垃圾邮件和正常邮件。

自然语言处理中的机器学习算法，如朴素贝叶斯、支持向量机、决策树等，可以用于构建文本分类模型。

这些模型通过学习大量已标注的文本数据，能够自动对新的文本进行分类。

情感分析也是自然语言处理在文本挖掘中的常见应用。

情感分析旨在确定一段文本所表达的情感倾向，例如积极、消极或中性。

这在消费者评论分析、社交媒体监测等方面具有重要意义。

通过分析用户对产品或服务的评价，企业可以了解消费者的满意度，及时发现问题并改进。

自然语言处理技术可以通过词汇、语法和语义等方面的分析来判断文本的情感极性。

信息抽取是另一个关键应用。

它的目标是从文本中提取出特定的信息，如人名、地名、组织名、时间、事件等。

这些抽取出来的信息可以进一步用于构建知识图谱、数据仓库等。

自然语言处理中的命名实体识别、关系抽取等技术为信息抽取提供了有效的手段。

在文本挖掘中，自然语言处理还可以用于关键词提取。

关键词能够简洁地概括文本的主要内容，对于文本检索、摘要生成等任务非常有用。

机器学习算法在文本挖掘中的应用研究

机器学习算法在文本挖掘中的应用研究导言：随着信息技术的不断发展，我们生活在信息爆炸时代。

大量的文本数据不断涌现，如何从这些数据中提取有价值的信息成为了一种迫切的需求。

而机器学习算法正是针对此类问题而设计的一系列算法。

本文将讨论机器学习算法在文本挖掘中的应用研究，包括文本分类、情感分析以及关键词提取等方面。

一、文本分类文本分类是文本挖掘的一个重要任务，它可以为大规模的文本数据自动分类，从而便于信息检索和管理。

机器学习算法在文本分类任务中发挥着重要作用，以下是常用的一些算法：1. 朴素贝叶斯算法（Naive Bayes）：朴素贝叶斯算法是基于贝叶斯定理和特征独立性假设的一种概率分类方法。

该算法能够通过已知类别的文本构建模型，然后使用该模型对新的文本进行分类。

2. 支持向量机算法（Support Vector Machine，SVM）：SVM算法是一种有监督学习算法，通过将文本映射到一个高维特征空间，从而将复杂的非线性问题转化为线性问题，进而进行分类。

3. 决策树算法（Decision Tree）：决策树算法是一种基于树形结构的分类方法，通过将文本分解为一系列的决策节点，最终基于这些节点进行分类。

通过这些机器学习算法，可以实现对文本进行有效分类，从而提高文本处理的效率和准确性。

二、情感分析情感分析是指通过机器学习算法对文本中的情感极性进行判断的过程。

在当今社会中，大量来自社交媒体、评论、新闻等文本中蕴含着各种情感信息。

情感分析可以帮助企业和组织更好地了解用户对其产品或服务的评价，从而及时作出调整和改进。

以下是一些常用的情感分析算法：1. 词袋模型（Bag-of-Words Model）：词袋模型将每个文本看作一组词的无序集合，通过计算每个词的重要性以及出现频率，并使用机器学习算法对其情感进行分类。

2. 循环神经网络（Recurrent Neural Network，RNN）：RNN算法可以处理序列数据，它能够捕捉词与词之间的依赖关系，从而更准确地进行情感分析。

利用机器学习算法进行文本挖掘的实践

利用机器学习算法进行文本挖掘的实践一、引言近年来，随着互联网的快速发展，人们在日常生活中接受和产生的信息量不断增加。

为了更好地获取和利用这些信息，人们开始了解如何利用机器学习算法进行文本挖掘。

文本挖掘是指从文本数据中提取价值信息的过程，包括文本分类、聚类、情感分析、实体识别等。

机器学习是其中的重要方法之一，它通过学习数据模式来自动提取特征和类别，从而实现文本挖掘的自动化和高效性。

本文将介绍一种基于机器学习算法的文本挖掘方法，并对其进行实践操作。

在本文中，我们将通过一个案例来展示如何利用机器学习算法对新闻文本进行分类和情感分析。

本文分为以下几个章节：二、相关概念在介绍机器学习算法之前，让我们先理解一些相关概念。

1. 文本分类文本分类是指根据文本内容将文本分为不同类别的过程。

文本分类是文本挖掘的基础，应用范围极广，如新闻分类、广告分类、垃圾邮件分类等。

2. 情感分析情感分析是指对文本内容的情感色彩进行判断和计算的过程。

情感分析是文本挖掘的重要应用之一，可应用于情感监测、品牌推广等领域。

3. 特征提取特征提取是指将文本转换为机器学习算法可以处理的形式，也是机器学习的一项重要预处理操作。

常用的特征提取方法有TF-IDF、词袋模型等。

4. 机器学习机器学习是一种通过学习数据模式来自动提取特征和类别的方法。

常用的机器学习算法有朴素贝叶斯、决策树、支持向量机等。

三、案例介绍本案例将针对新闻文本进行分类和情感分析，具体流程如下：1. 数据采集我们需要从网络上获取一些新闻数据，这里我们选择使用新浪新闻作为数据源。

我们需要从新浪新闻网站上爬取一定数量的新闻数据，并将其保存到本地。

2. 特征提取提取新闻文本的特征是文本挖掘的重要预处理过程之一。

这里我们使用TF-IDF算法对文本数据进行特征提取。

TF-IDF算法可以有效地排除语料库中高频词，同时保留具有良好区分性的关键词汇。

3. 分类模型训练我们采用朴素贝叶斯算法来训练新闻分类模型。

机器学习算法在文本挖掘中的应用

机器学习算法在文本挖掘中的应用近年来，机器学习在文本挖掘领域的应用越来越广泛。

机器学习算法通过挖掘文本数据中的信息，可以实现自然语言处理、情感分析、关键词提取、语义分析等一系列数据挖掘任务。

本文将介绍机器学习算法在文本挖掘中的应用，探讨其中的优缺点，并举例说明。

一、机器学习算法在文本挖掘中的应用机器学习算法在文本挖掘中主要用于自然语言处理、文本分类、情感分析、关键词提取、语义分析等多个领域。

1. 自然语言处理：自然语言处理是指计算机对自然语言文本进行处理和分析的技术。

机器学习算法可以应用于自然语言处理中，通过学习文本数据中的语言规则，来识别文本中的实体、句法结构、语义关系等。

2. 文本分类：文本分类是将一段文本分为某个事先定义好的类别中。

机器学习算法可以通过文本数据中的特征来实现文本分类。

分类模型常用的算法有朴素贝叶斯、支持向量机、决策树等。

3. 情感分析：情感分析是对文本数据进行情感极性分析的过程，可以分析文本中的情感倾向。

机器学习算法可以通过学习文本中的情感特征，来实现情感分析。

情感分析主要用于社交媒体文本的情感分析、口碑分析等领域。

4. 关键词提取：关键词提取是从文本数据中提取出最为重要的词语。

机器学习算法可以通过挖掘文本中的语义结构，来实现关键词提取。

关键词提取常用的算法有TextRank、TF-IDF算法等。

5. 语义分析：语义分析是对文本进行深度理解的过程，可以分析文本中的含义，从而进行语义角度的语句分类、有效信息提取等。

机器学习算法可以通过学习文本中的语义结构，来实现语义分析。

语义分析主要用于问答系统、推荐系统、智能客服等领域。

二、机器学习算法在文本挖掘中的优缺点机器学习算法在文本挖掘中有许多优点，也存在一些缺点。

1. 优点（1）自适应能力：机器学习算法能够自适应不同的数据，学习到不同的文本特征，并对文本进行分类、分析、提取等。

（2）高效性：机器学习算法能够快速处理大量的文本数据，并在短时间内给出处理结果。

机器学习算法在文本挖掘中的应用

机器学习算法在文本挖掘中的应用近年来，随着大数据时代的到来，机器学习算法在各个领域得到了广泛的应用，其中之一便是文本挖掘。

文本挖掘是对大规模文本数据进行自动化处理和分析的过程，其目标是从文本中发现有用的信息，并提取出知识和模式。

机器学习算法则为文本挖掘提供了强有力的工具和方法。

首先，机器学习算法在文本分类中起到重要作用。

文本分类是将文本按照一定的标准划分到不同的类别中的过程。

传统的文本分类方法通常基于规则或者语义分析，但这些方法往往需要人为构建规则或者定义词汇库，无法适应日益增长的文本数据量。

相比之下，机器学习算法可以通过学习和分析大量已标注的文本样本，自动建立分类模型，并且能够根据实际情况进行模型的修正和优化。

比如，朴素贝叶斯算法被广泛应用于文本分类中，它基于条件概率模型，通过计算文本中每个词出现的概率，进而判断文本所属的类别。

其次，机器学习算法在情感分析中有着广泛的应用。

情感分析是对文本中的情感进行评估和分类的过程。

在社交媒体等大规模文本数据的应用场景下，情感分析可以帮助企业或者政府机构了解用户的情感倾向，从而更好地进行产品推广或者舆情管控。

机器学习算法可以通过训练文本样本，学习文本中词语的情感倾向，并建立情感分类模型。

例如，支持向量机算法能够通过构建一个高维空间中的超平面，将文本数据进行分割和分类，从而实现情感分析的目的。

再次，机器学习算法在关键词提取中也有着重要的应用。

关键词提取是从文本中抽取出能够代表文本主题的关键词或者短语的过程。

传统的关键词提取方法主要基于词频和统计信息，无法很好地考虑到词语在上下文中的语义信息。

而机器学习算法可以通过学习和训练大量的文本样本，自动发现词语之间的关联性和语义信息，并从中提取出关键词。

例如，隐含狄利克雷分布主题模型（Latent Dirichlet Allocation，简称LDA）是一种常用的文本分析方法，它可以将文本看作是多个主题的组合，通过对文本进行建模，实现关键词的提取。

机器学习技术在文本挖掘中的应用

机器学习技术在文本挖掘中的应用随着科技的迅速发展，各种新型技术应运而生。

在计算机技术领域，机器学习技术正在逐渐成为一种热门的技术趋势。

机器学习技术不仅可以用来处理图片、音频等媒体数据，同时在文本挖掘领域也有着广泛的应用。

本文将重点介绍机器学习技术在文本挖掘中的应用。

一、文本挖掘的概念和目的文本挖掘，又叫文本数据挖掘，是一种自动化的文本分类和信息提取技术。

通过对文本数据进行处理、分析、挖掘，从中挖掘出有用的信息并进行处理。

文本挖掘技术可以有效地解决大规模文本信息的分析、处理和挖掘难题，众多行业都对文本挖掘技术表现出了浓厚的兴趣。

文本挖掘的目的主要有以下几个方面：1.挖掘文本中的信息，使得文本数据可以被有效地利用。

2.提高数据的精度和可靠性，降低大量信息处理和排序时间。

3.可以提高商业活动、过程管理以及决策过程的效率。

4.帮助分析师、科学家等减少他们的劳动力和成本，腾出更多时间来处理更高级和战略性的问题。

二、机器学习技术机器学习是一种人工智能的分支领域，旨在研究计算机可以自动学习并改善的算法。

机器学习技术可以与人类的机器学习形成比较和对照。

人类可以通过数据、样本和经验学习知识，而机器学习也可以通过运用大量数据、样本和经验来学习。

机器学习技术在文本挖掘中可分为以下两个类别：1.监督式学习：建立了标准化样本或类别标签。

分类器会通过学习标准化的样本或类别标签，并从已标记的数据集中发现和学习规律。

监督式学习可以用来进行分类、回归、预测等处理。

2.无监督式学习：没有标准化的样本或类别标签，因此分类器必须在没有预先定义的类别的情况下，从大量的文本数据中发现规律性。

无监督式学习可以用来进行聚类、降维、异常检测等处理。

三、机器学习技术在文本挖掘中的应用1.文本分类文本分类是一种将文本进行分类的技术。

机器学习与自然语言处理技术可以帮助我们准确地识别和分类大量不同类型的文本。

采用基于机器学习的文本分类方法，可以使用有标记的文本数据构建分类模型，然后使用该分类模型对未标记的文本进行分类。

文本挖掘方法探讨及应用

ⶹ䆚∈റЎᙼᦤկӬ䋼䆎᭛ⶹ䆚∈റЎᙼᦤկӬ䋼䆎᭛第５童朴素贝叶斯文本分类的应用本文根据上述朴素贝叶斯文本分类器模型实现了一个中文文本自动分类系统，在下面一节中，我们将以该系统为基础对在前几章中所讨论的问题进行试验测试。

本系统实现基于ｗｉｎｄｏｗｓ２０００平台，开发工具为ＪＢｕｉｌｄｅｒ２００５，硬件环境为ｃｅｌｅｒｏｎ２．０Ｇ的处理器，２５６Ｍ内存。

分类系统的界面如图５—２所示：图５—２文本分类系统界面图本系统简单实用，操作起来很方便，它主要由训练和分类两大模块组成，基于朴素贝叶斯算法，支持对中文文本分类，该版本下设置了４个类别的文本用以测试分类器性能，分别为：军事，体育，财经，医药。

在训练模块中我们首先点击“操作”菜单下的“训练”按钮训练分类器，进行文本训练；然后在分类模块中点击“打开测试文本”打开需要进行分类的测试文本，（测试文件必须为ＴｘＴ文本文件），最后点击“操作”菜单下的“分类”按钮完成分类，分类结果将显示在结果显示框中。

在软件设计时，我们充分利用了面向对象技术，将各个功能封装在类中，实现了界面和数据操作的分离，同时也为以后功能的扩展打下良好的基础。

同时在设计类时控制好类的粒度以及尽量减少模块间的藕合度。

图５—３是部分类的ｕＭＬ静态结构图：第５章朴素贝叶斯文本分类的应用表５—１训练文本集中各主题类文本分布表主题军事体育财经医药训练数目２２１８１６ＩＯ训练文本编号２００１０１００１—２００１０２００１—２００１０３００１—２００１０４００ｌ一２００１０１０２２２００１０２０１８２００１０３０１６２００１０４０１０表５—２测试文本集中各主题类文本分布表主题军事体育财经医药测试数目２８３２２４２０测试文本编号２００ｌＯｌ０２３—２００１０２０１９—２００１０３０１７—２００１０４０１１—２００ｌＯｌ０５０２００１０２０５０２００１０３０４０２００１０４０３０５４．２改进互信息特征提取方法测试结果首先我们把试验语料中训练文本集载入朴素贝叶斯分类系统，然后对训练文本集进行训练分类得到各个类别的分类规则，训练结果如图５—４所示：图５—４训练结果界面图成都理工大学硕士学位论文在训练结束后，我们就可以对试验语料中的测试文本进行测试，我们从军事类语料库中选取一篇文件名为：２００１０１０２３．ｔｘｔ的文本进行测试，测试文本２００１０１０２３．ｔｘｔ的部分内容如图５—５所示：图５—５军事类测试文本样图测试文本２００１０１０２３．ｔｘｔ经过文本分类系统进行分类测试后，所得的分类结果如图５—６所示：图５—６军事类文本测试结果界面图第５章朴素贝叶斯文本分类的应用我们再从医药类语料库中选取一篇文件名为：２００１０４０１１．ｔｘｔ的文本进行测试，测试文本２００１０４０儿．ｔｘｔ的部分内容如图５—７所示：图５—７医药类测试文本样图测试文本２００１０４０１１．ｔｘｔ经过文本分类系统进行分类测试后，所得的分类结果如图５—８所示：图５—８医药类文本测试结果界面图ⶹ䆚∈റЎᙼᦤկӬ䋼䆎᭛ⶹ䆚∈റЎᙼᦤկӬ䋼䆎᭛ⶹ䆚∈റЎᙼᦤկӬ䋼䆎᭛ⶹ䆚∈റЎᙼᦤկӬ䋼䆎᭛。

用PU学习算法做文本挖掘

麻花美食最开始得到的分类器是非常糟糕的，查找到的原因有以下几类：在寻找到的反例数据与现实的失真过大，比如正例数据在未标注数据里的比例仅为 20% 而反例数据占 80%，结果通过第一步找出的反例数据跟已标注的正例数据的比例与现实的比例相差悬殊；找出的反例数据覆盖的并不全面，出现了偏科问题；在 PU 学习的第二步最初采用了一种不能容忍此类失真的算法，结果导致最后训练出的分类器达不到要求。其实这就是在模型建立的过程中某个环节对现实事物的映射出现了
图 12-3 麻花界面示意图
为了给用户最个性化和最高价值的过程中, 该应用进一步通过互粉关系, 把互粉用户所推荐的内容提高权重，推荐给用户, 从而提高推荐餐馆的相关度和增加搜索结果的可信度。说起来很简单，但是在这里比较关键的是如何从用户的某条微博中发现地点和判断用户是对该地点做出评论。不是每条包含地点的微博都是对地点的推荐。比如 “我在贝塔咖啡吃午饭” 或者 “今天去福地听讲座” 这些微博虽然提到了地点，但只能算是一个“check-in” ，并不是对这些地点的评价。
பைடு நூலகம்
F (1 2 )
precision recall 2 precision recall
当 =1 时，所表示的就是 F1 的公式
F1 2
precision recall precision recall

严重失真从而导致整个模型对现实事物的映射严重失真。最后在麻花美食的评论过滤系统里通过对以上三类失真的修复之后让分类器的 F1 值达到了 82.14%。这里的 F1 值是在 web 信息检索中常用的评价值。 Web 信息检索中最重要的两个概念是准确率和召回率。准确率(Precision Rate)是检索出的相关文档中正确的数字和检索出的总相关文档数字的比率；召回率(Recall Rate,也叫查全率)是检索出的相关文档数和文档库中所有相关文档数的比率，而 F1 值是准确率和召回率的调和平均值。下面是关于 F 的通用公式。