《Character-level convolutional networks for text classification》论文网络结构解读

本文介绍了一种使用字符级卷积网络进行文本分类的方法,通过构建字符词汇表将文本转换为数值矩阵,利用固定参数处理不同长度的文本,最后通过9层网络结构输出4个类别预测,有效处理文本分类任务。

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1.数据

比如有一条数据【x=“Simultaneous Tropical Storms are Very Rare”】.则把该句子的大写字母全部表示成小写,构建char字符集的词汇表如下(这里词汇表长度为70(69+1,即其他的不在词汇表的表示为0)):
在这里插入图片描述
数据可以表示为x=70X1014 (高X宽,即70个特征,每个特征的长度为1014),该矩阵初始为0,反向依次遍历【x=“simultaneous tropical storms are very rare”】,即首先遇到长度1014向量的第一个字符“e”,则查找"e"在词汇表中的位置为index,在矩阵index行中把第0列置1;然后遇到长度1014向量的第2个字符“r”,则查找"r"在词汇表中的位置为index,在矩阵index行中把第1列置1;…重复以上遍历,则可以表示一条数据最终为x=70X1014的矩阵。(1014是一个固定参数,根据问题而定)

2.网络结构

分为9层,输入为x=70*1014;输出为4个类别。(如果类别之间不平衡,则处理方式是,对于较少的类别,提高其类别权重。比如类别A:B:C:D=1:2:3:4,则weight(A)=(1+2+3+4)/1=10;weight(B)=(1+2+3+4)/2=5)
在这里插入图片描述

参考
1.代码
2.《Character-level convolutional networks for text classification》

### 关于卷积神经网络在文本分类中的应用 卷积神经网络(CNN)不仅广泛应用于计算机视觉,在自然语言处理领域也取得了显著成果,特别是在文本分类任务上表现出色[^2]。 #### CNN在文本分类中的优势 利用卷积操作能够自动捕捉局部特征的能力,使得CNN能够在不依赖人工设计特征的情况下有效提取文本的关键信息。通过滑动窗口机制,模型可以从不同位置抽取n-gram特征,并借助池化层实现对这些特征的选择性保留,从而增强模型鲁棒性和泛化能力[^3]。 #### 经典文献推荐 针对希望深入了解这一主题的研究者而言,建议关注以下几篇具有代表性的学术论文: 1. **Yoon Kim (2014)** 提出了单层或多层一维卷积架构用于句子级情感分析的任务中,证明了简单的CNN结构就能达到甚至超越传统方法的效果。 2. **Zhang et al., Character-level Convolutional Networks for Text Classification (2015)** 探讨了字符级别的卷积表示如何帮助提高多种NLP下游任务的表现,特别是当数据集规模较大时尤为明显。 3. **Conneau et al., Very Deep Convolutional Networks for Natural Language Processing (2017)** 展示了更深更复杂的VDCNN模型是如何进一步提升文本分类性能的同时保持较低计算成本的优势。 以上提到的工作均被收录于顶级会议或期刊之中,对于理解当前最前沿的技术发展动态以及探索未来可能的研究方向都极具价值[^1]。 ```python import torch.nn as nn class TextCNN(nn.Module): def __init__(self, vocab_size, embed_dim=128, num_classes=2): super(TextCNN, self).__init__() # Embedding layer to convert words into dense vectors self.embedding = nn.Embedding(vocab_size, embed_dim) # Define multiple convolution layers with different kernel sizes kernels = [(3, 256), (4, 256), (5, 256)] self.convs = nn.ModuleList([nn.Conv2d(1, out_channels, (kernel_height, embed_dim)) for kernel_height, out_channels in kernels]) # Fully connected layer after concatenating outputs from all convolutions self.fc = nn.Linear(sum(out_channels for _, out_channels in kernels), num_classes) def forward(self, x): embedded = self.embedding(x).unsqueeze(1) # Add channel dimension conved = [F.relu(conv(embedded)).squeeze(-1) for conv in self.convs] pooled = [F.max_pool1d(i, i.size(2)).squeeze(2) for i in conved] cat = torch.cat(pooled, dim=1) logits = self.fc(cat) return logits ```
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