6 文本清理——从零学NLP系列教程

在上篇的内容中，我们对NLP（自然语言处理）的基本概念和各种技术进行了概述，为了更好地进入NLP的世界，理解文本预处理是至关重要的一步。本篇文章将专注于文本预处理中的一个重要环节——文本清理。文本清理是为后续分词、特征提取和模型训练打下基础的关键步骤。

什么是文本清理？

文本清理的目的是通过去除不必要的字符、标点、不相关的信息等，使得文本更为干净和一致。这个过程通常涉及多个步骤，以下是常见的文本清理步骤：

1. 去除HTML标签
2. 去除标点符号和特殊字符
3. 小写化处理
4. 去除停用词
5. 词干提取与词形还原

1. 去除HTML标签

在处理网页抓取的数据时，常常会出现HTML标签。为了提取纯文本，我们需要去除这些标签。可以使用正则表达式来实现这一点。

import re

def remove_html_tags(text):
    """
    去除HTML标签
    """
    clean_text = re.sub(r'<.*?>', '', text)
    return clean_text

# 示例
sample_html = "<p>Hello, this is a <b>test</b>.</p>"
print(remove_html_tags(sample_html))  # 输出: "Hello, this is a test."

2. 去除标点符号和特殊字符

除了HTML标签，文本中可能还包含许多标点和特殊字符，这些在大多数NLP任务中都是无用的。

def remove_punctuation(text):
    """
    去除文本中的标点符号
    """
    return re.sub(r'[^\w\s]', '', text)

# 示例
sample_text = "Hello, world! This is a test: #NLP."
print(remove_punctuation(sample_text))  # 输出: "Hello world This is a test NLP"

3. 小写化处理

将文本统一转为小写，有助于减少词汇的多样性。例如，"Apple"和"apple"应当被视作同一词。

def lowercase_text(text):
    """
    将文本转为小写
    """
    return text.lower()

# 示例
print(lowercase_text("Hello World!"))  # 输出: "hello world!"

4. 去除停用词

停用词是指在文本中经常出现但对大部分任务没有实际意义的词，例如“的”、“是”、“在”等。去除停用词有助于减少噪声。

from nltk.corpus import stopwords

# 确保下载停用词库
import nltk
nltk.download('stopwords')

def remove_stopwords(text):
    """
    去除停用词
    """
    stop_words = set(stopwords.words('english'))
    word_tokens = text.split()
    return ' '.join([word for word in word_tokens if word not in stop_words])

# 示例
sample_text = "This is a test sentence for NLP."
print(remove_stopwords(sample_text))  # 输出: "test sentence NLP."

5. 词干提取与词形还原

词干提取和词形还原旨在将词汇归一化，减少其派生形式。例如，"running"、"ran"和"runs"可能都被归为"run"。

词干提取

使用NLTK中的PorterStemmer进行词干提取。

from nltk.stem import PorterStemmer

def stemming(text):
    """
    词干提取
    """
    ps = PorterStemmer()
    word_tokens = text.split()
    return ' '.join([ps.stem(word) for word in word_tokens])

# 示例
sample_text = "running runner ran"
print(stemming(sample_text))  # 输出: "run run ran"

词形还原

词形还原被认为是更加高级的归一化技术，利用上下文信息将词还原为其基本形式。

from nltk.stem import WordNetLemmatizer

# 确保下载WordNet库
nltk.download('wordnet')

def lemmatization(text):
    """
    词形还原
    """
    lemmatizer = WordNetLemmatizer()
    word_tokens = text.split()
    return ' '.join([lemmatizer.lemmatize(word) for word in word_tokens])

# 示例
sample_text = "running ran"
print(lemmatization(sample_text))  # 输出: "running ran" (仅在更复杂的文本中有所不同)

小结

通过以上步骤，我们能够对文本数据进行有效的清理。这为后续的分词、特征提取奠定了良好的基础。记住，文本清理并不是固定的步骤，具体的应用场景可能会要求我们根据需要选择性地执行这些步骤。

接下来，我们将进入文本预处理的另一个重要部分——分词。分词是将清理后的文本分割为单独的词语，这一过程对于后续的模型训练和特征提取至关重要。请继续关注！