5、电子邮件垃圾邮件分类示例数据预处理

电子邮件垃圾邮件分类示例数据预处理

在自然语言处理(NLP)的机器学习任务中,数据预处理是至关重要的一步。本文将详细介绍如何构建和预处理一个用于电子邮件垃圾邮件分类的数据集,通过一系列步骤将原始的电子邮件数据转换为适合机器学习算法处理的格式。

1. 数据集概述

为了开发一个能够大规模检测给定电子邮件是否为垃圾邮件的算法,我们将从两个不同的来源构建数据集:
- 非垃圾邮件 :使用流行的安然(Enron)电子邮件语料库作为非垃圾邮件的代理。安然语料库是与臭名昭著的安然财务丑闻相关的最大公共电子邮件集合,包含约五十万封安然公司员工撰写的电子邮件,由联邦能源委员会为调查公司倒闭而收集。在Kaggle上,它以单栏的.csv文件形式提供,每行包含一封电子邮件。
- 垃圾邮件 :使用“419”欺诈电子邮件集合作为垃圾邮件的代理。这些邮件代表了最著名的垃圾邮件类型,同样可以在Kaggle上获取。

2. 数据预处理步骤

每个电子邮件的预处理步骤如下:

graph LR
    A[分离邮件正文和头部] --> B[提取数据集统计信息]
    B --> C[去除停用词]
    C --> D[分类为垃圾邮件或非垃圾邮件]
2.1 加载和可视化安然语料库

首先,我们使用流行的Pandas库加载安然语料库数据,并查看数据的一部分,以确保了解其外观。以下是加载数据的代码:


                
### 使用Enron数据集进行垃圾邮件分类的教程和代码示例 Enron数据集是一个广泛用于垃圾邮件分类研究的真实电子邮件数据集。它包含大量真实的电子邮件内容,标签为正常邮件(ham)和垃圾邮件(spam)。以下是基于Enron数据集构建垃圾邮件分类系统的完整方法和代码示例。 #### 1. 数据收集 Enron数据集可以从公开资源下载[^1]。该数据集包含多个用户的电子邮件文件夹,通常需要从原始格式中提取文本和标签。可以使用Python中的`pandas`和`os`库来读取和处理这些文件。 ```python import os import pandas as pd def load_enron_data(path): emails = [] labels = [] for label in ['ham', 'spam']: folder_path = os.path.join(path, label) for filename in os.listdir(folder_path): with open(os.path.join(folder_path, filename), 'r', encoding='latin1') as file: content = file.read() emails.append(content) labels.append(label) return pd.DataFrame({'email': emails, 'label': labels}) data = load_enron_data('enron_dataset') ``` #### 2. 数据预处理预处理阶段,需要对电子邮件内容进行清洗、分词、去停用词等操作。对于中文或英文数据,都可以采用类似的方法[^3]。 ```python import re from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer from sklearn.model_selection import train_test_split # 清洗数据 def preprocess_email(email): email = re.sub(r'\W+', ' ', email) # 去除非字母字符 email = email.lower() # 转换为小写 return email data['clean_email'] = data['email'].apply(preprocess_email) # 特征提取 vectorizer = CountVectorizer() X = vectorizer.fit_transform(data['clean_email']) y = data['label'] # 划分训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42) ``` #### 3. 构建朴素贝叶斯模型 使用`scikit-learn`库中的`MultinomialNB`实现朴素贝叶斯分类器[^3]。 ```python from sklearn.naive_bayes import MultinomialNB # 训练模型 model = MultinomialNB() model.fit(X_train, y_train) ``` #### 4. 模型评估 通过测试集评估模型性能,计算准确率、召回率和F1-score等指标。 ```python from sklearn.metrics import classification_report # 预测并评估 y_pred = model.predict(X_test) print(classification_report(y_test, y_pred)) ``` #### 5. 预测新邮件 将新的电子邮件输入模型进行分类预测。 ```python def predict_email(email): clean_email = preprocess_email(email) vectorized_email = vectorizer.transform([clean_email]) prediction = model.predict(vectorized_email) return 'Ham' if prediction[0] == 'ham' else 'Spam' new_email = "Congratulations! You have won a free vacation." print(predict_email(new_email)) ``` ### 注意事项 - Enron数据集可能包含大量的HTML标签和其他非文本内容,因此需要额外的清洗步骤[^1]。 - 如果是中文邮件分类任务,可以结合`jieba`库进行分词处理[^3]。
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