使用Keras进行单标签多文本分类的一个小例子

一.加载数据集部分

使用的数据是路透社新闻数据集,该数据集包含许多短新闻及其对应的主题,由路透社在 1986 年发布。它是一个简单的、广泛使用的文本分类数据集。它包括 46 个不同的主题,且训练集中每个主题都有至少 10 个样本。下载地址,当然Keras内置也有这个数据集,可以直接调包,但是可能会出现下载不了的情况,错误会是:

Exception: URL fetch failure on https://s3.amazonaws.com/text-datasets/reuters.npz: None -- [SSL: CERTIFICATE_VERIFY_FAILED] certificate verify failed (_ssl.c:852)

下载好的数据集可以直接放入你安装的Keras的datasets中,我的参考地址是:C:\Users\Lenovo\Anaconda3\Lib\site-packages\keras\datasets

二.代码解释部分

1. 导包:
from keras.datasets import reuters
from keras.utils.np_utils import to_categorical
from keras import models
from keras import layers
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
2. 加载数据获取训练数据以及标签label
(train_data,train_labels),(test_data,test_labels)=reuters.load_data(nb_words=10000)
  • 其中nb_words=10000指的是在训练集中我们只保留词频最高的前10000个单词。10000名之后的词汇都会被直接忽略,不出现在train_data和test_data中,这样得到的向量不会太大,便于处理。

  • 其中 train_data 和 test_data 这两个变量都是由短新闻组成的列表,每条新闻列表是由单词索引组成的,每个索引表示的是词频前10000 中的第几个单词的位置。其中len(train_data)=8982,len(test_data)=2246。
    比如以下为训练集中的第一条训练数据的展示:

    [1, 4, 1378, 2025, 9, 697, 4622, 111, 8, 25, 109, 29, 3650, 11, 150, 244, 364, 33, 30, 30, 1398, 333, 6, 2, 159, 9, 1084, 363, 13, 2, 71, 9, 2, 71, 117, 4, 225, 78, 206, 10, 9, 1214, 8, 4, 270, 5, 2, 7, 748, 48, 9, 2, 7, 207, 1451, 966, 1864, 793, 97, 133, 336, 7, 4, 493, 98, 273, 104, 284, 25, 39, 338, 22, 905, 220, 3465, 644, 59, 20, 6, 119, 61, 11, 15, 58, 579, 26, 10, 67, 7, 4, 738, 98, 43, 88, 333, 722, 12, 20, 6, 19, 746, 35, 15, 10, 9, 1214, 855, 129, 783, 21, 4, 2280, 244, 364, 51, 16, 299, 452, 16, 515, 4, 99, 29, 5, 4, 364, 281, 48, 10, 9, 1214, 23, 644, 47, 20, 324, 27, 56, 2, 2, 5, 192, 510, 17, 12]
    

    如果想要知道这条新闻具体是什么内容, 我们使用下面的函数,可以把对应数字代表的文字给转写出来:

    word_index = reuters.get_word_index()   #word_index是一个将单词映射为整数索引的字典
    # 键值颠倒,将整数索引映射为单词
    reverse_word_index = dict([(value, key) for (key, value) in word_index.items()])
    decoded_review = ' '.join([reverse_word_index
### 标签文本分类的方法、实现与教程 #### 方法概述 标签文本分类是一种自然语言处理中的重要任务,它允许一段文本被分配到个类别中。这种方法广泛应用于新闻文章的主题标记、产品评论的情感分析等领域[^2]。 #### 基于 PyTorch 的 BERT 实现 一种常见的方法是利用预训练的语言模型(如 BERT),通过微调来适应特定的任务需求。例如,在给定的引用中提到的一个项目提供了基于 PyTorch 和预训练 BERT 模型的标签文本分类解决方案[^1]。该项目的主要特点包括: - 使用 PyTorch 构建深度学习框架。 - 利用 Hugging Face 提供的 Transformers 库加载并微调 BERT 模型。 - 数据集经过适当预处理后输入至模型,最终输出为一组二元分类结果,表示每个类别的预测概率。 以下是该方法的核心代码片段: ```python import torch from transformers import BertTokenizer, BertForSequenceClassification tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained('bert-base-uncased') model = BertForSequenceClassification.from_pretrained('bert-base-uncased', num_labels=NUM_LABELS) def prepare_data(texts, labels): encodings = tokenizer(texts, truncation=True, padding=True, max_length=MAX_LENGTH) dataset = torch.utils.data.TensorDataset( torch.tensor(encodings['input_ids']), torch.tensor(encodings['attention_mask']), torch.tensor(labels)) return dataset train_dataset = prepare_data(train_texts, train_labels) ``` #### TensorFlow 中文文本标签分类 另一种流行的框架是 TensorFlow。在中文环境下,可以通过自定义词向量或使用已有的中文预训练模型完成标签分类任务。具体流程如下[^3]: 1. **数据准备**:统计所有可能的标签类型,并将其映射为唯一的索引值。 2. **特征提取**:将文本转换成数值形式,比如使用 Word Embedding 或者 Sentence-BERT 表征。 3. **模型设计**:构建一个头输出网络结构,每一路对应一个独立的二元分类器。 4. **损失函数选择**:由于目标变量之间可能存在重叠关系,推荐采用 Binary Cross Entropy (BCE) Loss 进行优化。 下面展示了一段关于创建标签字典的例子: ```python tag_index_dict = {} tag_index_list = [] index = 0 for title in title_tags_dict: if not title_tags_dict[title]: continue for tag in title_tags_dict[title]: if tag not in tag_index_list: tag_index_dict[tag] = index tag_index_list.append(tag) index += 1 ``` #### Keras-BERT 文本标签分类 对于希望快速上手的研究人员来说,Keras 是另一个不错的选择。它可以无缝集成 BERT 并简化实验过程[^4]。主要步骤涉及安装必要的依赖项以及调整超参数配置文件以适配不同的硬件环境。 --- ###
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