NLP_BoW(词袋)模型介绍

BoW模型忽略了文本的语法和语序,将文本视为词汇集合。它常用于文本向量化,通过统计已知词汇在文档中的出现情况。文章通过《双城记》的示例解释了如何构建词袋模型,包括收集数据、设计词汇和创建文档向量的过程。

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BoW模型

Bag-of-words model (BoW model) 最早出现在自然语言处理(Natural Language Processing)和信息检索(Information Retrieval)领域.。该模型忽略掉文本的语法和语序等要素,将其仅仅看作是若干个词汇的集合,文档中每个单词的出现都是独立的。BoW使用一组无序的单词(words)来表达一段文字或一个文档.。近年来,BoW模型被广泛应用于计算机视觉中。

所谓的词袋(Bag-of-words)模型是一种用机器学习算法对文本进行建模时表示文本数据的方法。

1、文本问题

机器学习这样的技术比较喜欢被定义好的固定长度的输入和输出,因此不固定输入输出是文本建模的一个问题。

机器学习算法不能直接处理原始文本,文本必须转换成数字。具体来说,是数字的向量。

“在语言处理中,向量x是由文本数据派生而来的,以反映文本的各种语言属性。” 在自然语言处理中神经网络方法,2017年。

这被称为特征提取或特征编码。这是一种流行的、简单的文本数据提取方法被称为文本的词汇模型。

2、什么是词袋(Bag-of-Words)?

一个简单的词袋模型(BOW),是一种使用机器学习算法。从文本中提取特征的方法。该方法非常简单和灵活,可以用于从文档中提取各种功能的各种方法。词袋(Bag-of-words)是描述文档中单词出现的文本的一种表示形式。它涉及两件方面:

1.已知词汇的集合。
2.测试已知单词的存在。

因为文档中单词是以没有逻辑的顺序的放置,所以称为单词的“袋子”。该模型只关注文档中是否出现

本demo实现的是基于bow原理对图片进行分类,并实现对选取得测试集进行查找 BoW(Bag of Words)模型最初被用在文本分类中,将文档表示成特征矢量。它的基本思想是假定对于一个文本,忽略其序和语法、句法,仅仅将其看做是一些汇的集合,而文本中的每个汇都是独立的。简单说就是讲每篇文档都看成一个子(因为里面装的都是汇,所以称为,Bag of words即因此而来),然后看这个子里装的都是些什么汇,将其分类。如果文档中猪、马、牛、羊、山谷、土地、拖拉机这样的汇多些,而银行、大厦、汽车、公园这样的汇少些,我们就倾向于判断它是一篇描绘乡村的文档,而不是描述城镇的。 serachFeatures.py中,前面主要是一些通过parse使得可以在敲命令行的时候可以向里面传递参数,后面就是提取SIFT特征,然后聚类,计算TF和IDF,得到单直方图后再做一下L2归一化。一般在一幅图像中提取的到SIFT特征点是非常多的,而如果图像库很大的话,SIFT特征点会非常非常的多,直接聚类是非常困难的(内存不够,计算速度非常慢),所以,为了解决这个问题,可以以牺牲检索精度为代价,在聚类的时候先对SIFT做降采样处理。最后对一些在在线查询时会用到的变量保存下来。对于某个图像库,我们可以在命令行里通过下面命令生成BoF。 query.py只能每次查找一张图片,并返回与之匹配度(递减)最接近的6张图片
<think>好的,我现在要帮用户理解模型BOW)的概念和实现方法。首先,用户提到了几个引用,我需要先看一下这些引用内容,确保回答准确。 引用[1]提到模型是一种简单且流行的特征提取方法,用于将文本转换为向量表示,主要捕捉语言学特性。这里需要注意,BOW不考虑序,只关注频。引用[2]和[3]补充了模型模型(SoW)的区别,以及它在自然语言处理中的应用。用户可能想知道BOW的基本原理、如何实现,以及实际应用中的注意事项。 接下来,我需要组织回答结构,分步骤解释概念和实现。首先定义模型,强调其忽略序和语法,仅统计频。然后,分步骤说明实现过程,比如分、构建表、生成向量。同时,要对比模型模型的区别,这点用户提供的引用里有提到,需要明确说明。 用户可能对具体代码实现感兴趣,所以需要提供Python示例。考虑到不同引用提到Python和Java的实现,但用户的问题里主要提到Python,所以用Python示例更合适。代码部分要展示如何从文本构建,可能需要用CountVectorizer,或者手动实现。手动实现会更清晰,适合教学。 另外,要提到BOW的优缺点,比如高维稀疏和语义缺失的问题,以及可能的优化方法,比如TF-IDF。这部分可以引用提到的内容,比如特征提取和向量化的方法。 最后,生成相关问题时要覆盖用户可能进一步想知道的内容,比如与向量的对比、优化方法、应用场景等。确保问题有针对性,帮助用户深入理解。 需要检查是否遵循系统级指令,比如数学公式用$...$,独立公式用$$...$$,中文回答,正确引用标记。例如,在提到向量维度时用数学公式,如$d=|V|$,并正确添加引用标记。 还要确保回答结构清晰,分点明确,代码示例正确,没有语法错误。最后验证是否覆盖了用户的所有需求,包括概念、实现步骤、代码、优缺点和应用。</think>### 模型BOW)的概念与实现方法 #### 一、概念解析 模型(Bag of Words, BoW)是一种将文本表示为频向量的方法,其核心思想是**忽略序和语法,仅统计汇在文本中出现的频率**。例如,句子“苹果甜,香蕉香”和“香蕉甜,苹果香”在模型中被表示为相同的向量,因为两者包含相同的频(苹果:1, 香蕉:1, 甜:1, 香:1)[^1]。 数学上,若典大小为$d=|V|$($V$为汇表),则文本可表示为$d$维向量: $$ x = [\text{count}(w_1), \text{count}(w_2), ..., \text{count}(w_d)] $$ 其中$\text{count}(w_i)$表示$w_i$在文本中的出现次数[^3]。 #### 二、实现步骤 1. **分与预处理** 去除停用(如“的”“了”),进行干提取(如“running”→“run”)。 2. **构建表** 统计所有文本中出现的唯一汇,形成典$V$。 3. **向量化** 对每个文本,统计各典中的出现次数,生成向量。 #### 三、Python代码示例 ```python from sklearn.feature_extraction.text import CountVectorizer corpus = [ "苹果 甜 香蕉 香", "香蕉 甜 苹果 香" ] vectorizer = CountVectorizer(token_pattern=r"(?u)\b\w+\b") # 禁用默认分 X = vectorizer.fit_transform(corpus) print("典:", vectorizer.get_feature_names_out()) print("向量矩阵:\n", X.toarray()) ``` 输出: ``` 典: ['苹果' '甜' '香蕉' '香'] 向量矩阵: [[1 1 1 1] [1 1 1 1]] ``` #### 四、变体与优化 1. **模型(Set of Words, SoW)** 仅记录是否出现(0/1),忽略频[^2]。 2. **TF-IDF加权** 通过$ \text{TF-IDF}(w) = \text{频}(w) \times \log\left(\frac{N}{\text{包含w的文档数}}\right) $降低常见权重。 #### 五、优缺点分析 | 优势 | 局限性 | |------|--------| | 实现简单 | 高维稀疏(典可达$10^5$维) | | 可解释性强 | 丢失序和语义信息 | | 兼容传统算法(如SVM) | 难以处理未登录 |
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