文本摘要生成--用过的方法及原理思考

本文介绍了自动化文本摘要的方法,从最初利用TFIDF提取关键词,到结合关键词构造摘要雏形,再到应用TextRank算法,以及利用LSTM的seq2seq+Attention模型进行摘要生成。随着工作需求的提升,技术不断进化,从传统方法过渡到深度学习,以应对更复杂的文本理解和摘要生成任务。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

起初,由于工作需要,需要对大量技术文章进行分类并用一两句话描述关键内容,做成类似简报之类的报告给领导看,但是材料又多又长,不可能一篇篇去读,怎么办呢?

最先想到的办法,就是抽取关键词,简单易行,就是后期需要自己梳理成句,当然还是需要浏览一遍文章,不过至少有的放矢了

1、第一版:获取TFIDF最高的n个词汇,作为关键词提取;

from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer,TfidfTransformer
countVectorizer =CountVectorizer(stop_words=None,token_pattern=r'(?u)\b\w\w+\b',max_df=1.0,min_df=1)
text_seq_count = countVectorizer.fit_transform(text_seq)
tfidftransformer = TfidfTransformer()
text_seq_tfidf = tfidftransformer.fit_transform(text_seq_count)

Tfidf公式=该词在某文档中出现的频率(即次数除以总词数)**log[1/(含有该词的文档在所有文件中出现的频率(即(含词文档数+1)除以总文档数))]
注:
1)除以总词数是为了排除文档长度对一个词出现次数的影响
2)+1是为了防止产生为0的除数;
3)取log是因为从信息论的角度分析:一个词对某个文档的贡献度,不仅与该词在该文档中出现的次数(词袋模型)有关,同时与该词所含有的信息量有关,而根据信息论,某事件信息量可以近似为其概率的负对数,那么一个词本身含有的信息量可以近似为该词的出现概率取负对数,即-log(含有这个词的文档数目与总文档数目的比值);因而,一个词在某文档中次数越多,信息量越大,那么贡献度就越大,即(word_count/text_word_num)-log(word_text_num/text_num)
4) 为什么一个词出现概率不用所有文件中该词出现次数/总文件词数呢?我想原因同样与1)类似,为了排除不同长度的文档对一个词出现次数的影响,因为首先文档的重要性并不能由其长度确定,而如果简单通过词数相加的总文件次数做分母,无形中长度长的文档所占比重更大,其次一个词在某个文档中的出现次数已经由TF表达了,如果次数再用该词在总文件中出现的次数进行计算,那么就部分与之重复,相当于扩大了这部分的作用,所以只需要用文档的频率进行信息量的计算。

2、后来工作增多,实在没有时间篇篇浏览,但是又不能随意就用几个关键词直接造句,怎么办呢?

第二版:获取这些词汇出现的句子进行整合作为摘要雏形

,句子筛选的原则就是:一句话里关键词出现的越多,这句话就越关键;一句话里关键词tfidf值之和越大,这句话就越关键。用这两个原则分别筛选前N条句子,然后根据这些句子进行摘要编写

3、之后接触到nlp,学习了文本摘要相关的算法,目前已经尝试过的有:1)textrank算法进行摘要抽取;2)用神经网络LSTM构建encoder-decoder的seq2seq+attention模型

1)第三版:textrank,摘要抽取

这个抽取效果不错,但作为简报给领导看还是不行
总体思想:采用词向量计算句子向量,进而计算句子相似度,采用pagerank算法获取与其他句子连接度最大,相似度最大的句子作为摘要;
词向量:

from gensim.models import word2vec
all_text = list(washed_text)
word_dim = 300    # Word vector dimensionality
min_word_count = 0   # Minimum word count
num_workers = 16       # Number of threads to run in parallel
context =2          # Context window size
downsampling = 1e-3   # Downsample setting for frequent words 
model_sg_hs = word2vec.Word2Vec(all_text,size=word_dim,window=context,min_count=min_word_count,workers=num_workers,sg= 1,hs=1,sample= downsampling)
#Sg=1-----skip-gram(w--context); 0-----cbow (context--w)
#Hs=1-----层级softmax(构建霍夫曼树);0------Negative Sampling
计算句子向量:
sentences_vectors = [sum(np.array(word2vec_model[word],dtype='float32').reshape(100,-1) for word 
<think>好的,我现在要处理用户关于基于Transformer的文本摘要生成模型的查询。首先,我需要确认用户的需求是什么。用户提到想了解相关的研究内容和实现方法,特别是研究论文与实现。所以,我需要从研究内容和实现方法两个方面来组织回答。 首先,回顾已有的知识,比如引用中提到的BERTSUM模型和Transformer的基本概念。用户可能对模型的结构、训练方法以及应用场景感兴趣。需要确保涵盖这些点,并且引用相关的文献或论文来支持。 接下来,我需要考虑用户可能的背景。他们可能是研究人员或开发者,想要深入理解模型原理并实现自己的版本。因此,回答需要详细但不过于技术化,同时提供代码示例会有帮助,比如展示一个简化的Transformer摘要模型。 然后,思考如何结构化回答。可能分为几个部分:核心架构、训练方法、研究重点、实现方法、数学原理、代码示例、应用场景和挑战。每个部分需要简明扼要,用中文解释清楚,确保符合用户的要求。 在数学公式方面,用户要求行内公式用$...$,独立公式用$$...$$。例如,自注意力机制中的公式需要正确排版,并引用相关论文。同时,需要检查LaTeX语法是否正确,避免错误。 生成相关问题也是任务的一部分。需要提出与Transformer文本摘要相关的问题,如模型优化、评估指标、多语言处理等,确保问题有针对性,帮助用户进一步探索。 最后,确保引用正确。用户提供的引用中有关于Transformer的未来趋势、BERTSUM模型和剪枝技术的内容,需要适当引用到回答中,比如在讨论模型优化时提到剪枝技术[^3],或者在模型架构部分引用BERTSUM的设计[^2]。 总结步骤:先介绍Transformer在文本摘要中的应用,然后分研究内容和实现方法详细展开,加入数学公式和代码示例,最后列出相关问题和引用。需要确保内容准确,结构清晰,符合用户的所有要求。</think>### 基于Transformer的文本摘要生成模型研究内容与实现方法 #### 一、核心研究内容 1. **模型架构优化** - **自注意力机制改进**:通过多头注意力机制捕捉长距离依赖关系,提升对文本全局语义的理解能力。自注意力权重计算公式为: $$ \text{Attention}(Q,K,V) = \text{softmax}\left(\frac{QK^T}{\sqrt{d_k}}\right)V $$ 其中$Q,K,V$分别为查询、键、值矩阵,$d_k$为维度[^1]。 - **位置编码创新**:引入旋转位置编码(RoPE)或相对位置编码,解决传统Transformer对序列位置信息的建模不足问题。 2. **训练策略** - **预训练与微调**:采用BERT、BART等预训练模型初始化参数,再通过摘要数据集微调(如BERTSUM模型)[^2]。 - **损失函数设计**:结合交叉熵损失与强化学习策略(如Rouge-L奖励),提升生成摘要的语义连贯性和信息覆盖度。 3. **研究热点方向** - **长文本处理**:通过分层Transformer或滑动窗口机制压缩长文本输入。 - **低资源场景**:利用模型压缩技术(如剪枝[^3])和知识蒸馏减少参数量。 #### 二、典型实现方法 1. **模型构建流程** ```python # 基于HuggingFace的Transformer实现示例 from transformers import BartForConditionalGeneration, BartTokenizer model = BartForConditionalGeneration.from_pretrained("facebook/bart-large-cnn") tokenizer = BartTokenizer.from_pretrained("facebook/bart-large-cnn") def generate_summary(text): inputs = tokenizer([text], max_length=1024, return_tensors="pt", truncation=True) summary_ids = model.generate(inputs["input_ids"], num_beams=4, max_length=128) return tokenizer.decode(summary_ids[0], skip_special_tokens=True) ``` 2. **关键数学模型** - **指针生成网络**:混合抽取与生成模式,概率计算为: $$ p_{\text{gen}} = \sigma(w_h^T h_t + w_s^T s_t + b) $$ 其中$h_t$为解码器隐状态,$s_t$为注意力上下文向量。 #### 三、应用场景与挑战 | 场景类型 | 典型应用 | 技术挑战 | |----------------|------------------------------|---------------------------| | 新闻摘要 | 自动生成新闻要点 | 事实一致性校验 | | 学术论文摘要 | 研究结论提炼 | 专业术语处理 | | 对话摘要 | 会议记录压缩 | 口语化表达转化 | **当前主要挑战**: - 生成摘要的事实性错误(如数字/实体失真) - 多文档摘要的跨文档语义融合 - 实时推理效率优化[^1][^3]
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