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提升職業(yè)技能:了解并掌握這十大NLP技術(shù)

人工智能
命名實(shí)體識別(NER)是一種用于從非結(jié)構(gòu)化文本中提取實(shí)體,如人名、組織和地點(diǎn)的技術(shù)。執(zhí)行NER的一種方式是使用預(yù)訓(xùn)練模型,比如Python的spacy庫提供的模型。

一、情感分析

情感分析是一種判斷文本背后情緒色彩的過程,例如推特、產(chǎn)品評論或客戶反饋。

情感分析的目標(biāo)是將文本分類為正面、負(fù)面或中性。例如,如果客戶寫了一篇產(chǎn)品評論,說“非常棒,小孩子很喜歡”,情感分析算法會將文本分類為正面。情感分析廣泛應(yīng)用于電子商務(wù)、社交媒體和客戶服務(wù)等行業(yè),以深入了解客戶的意見和偏好。

執(zhí)行情感分析的一種方式是使用預(yù)訓(xùn)練模型,比如Python的nltk庫提供的模型。以下是如何使用nltk庫將一段文本的情感分類為正面、負(fù)面或中性的例子:

import nltk 
from nltk.sentiment import SentimentIntensityAnalyzer 

# 初始化情感分析器
sia = SentimentIntensityAnalyzer() 

# 定義要分析的文本
text = "非常棒,小孩子很喜歡" 

# 獲取情感分?jǐn)?shù)
sentiment_score = sia.polarity_scores(text) 

# 打印情感得分
print (sentiment_score) 

# 將情緒分類為正面、負(fù)面或中性
ifentiment_score [ 'compound' ] > 0.5 : 
    print ( "Positiveentiment" ) 
elif情感_score[ 'compound'] < - 0.5 : 
    print ( "Negative sentiment" ) 
else : 
    print ( "Neutral sentiment" )

此例子使用了nltk.sentiment模塊中的SentimentIntensityAnalyzer類來分析文本 "我喜歡這個產(chǎn)品,它太棒了"的情緒。polarity_scores()方法返回一個包含文本情緒分?jǐn)?shù)的字典,其中'compound'分?jǐn)?shù)是一個介于-1和1之間的值,-1表示負(fù)面,1表示正面,0表示中性。基于compound分?jǐn)?shù),我們可以將情感分類為正面、負(fù)面或中性。

需要注意,這只是一個簡單的例子,實(shí)際上,情感分析是一個需要大量調(diào)整和微調(diào)才能獲得良好結(jié)果的領(lǐng)域。一個預(yù)訓(xùn)練的模型可能無法很好地處理某些類型的文本(例如,諷刺),可能需要微調(diào)或預(yù)處理步驟來提高其性能。

二、命名實(shí)體識別 (NER)

命名實(shí)體識別(NER)是一種用于從非結(jié)構(gòu)化文本中提取實(shí)體,如人名、組織和地點(diǎn)的技術(shù)。執(zhí)行NER的一種方式是使用預(yù)訓(xùn)練模型,比如Python的spacy庫提供的模型。以下是如何使用spacy庫從一段文本中提取命名實(shí)體的例子:

import spacy

# Load the pre-trained model
nlp = spacy.load("en_core_web_sm")

# Define text to be analyzed
text = "Barack Obama visited the White House today"

# Process the text with the model
doc = nlp(text)

# Extract named entities
for ent in doc.ents:
    print(ent.text, ent.label_)

這個例子使用了spacy的en_core_web_sm模型來分析文本 Barack Obama visited the White House today。處理過的文本的ents屬性返回一個命名實(shí)體的迭代器,每個實(shí)體都有text和label_這兩個屬性,分別代表實(shí)體的文本和標(biāo)簽。在這個例子中,輸出將會是:

Barack Obama PERSON
White House FAC

它顯示“Barack Obama”是一個人,而“White House”是一個設(shè)施。

在spacy中,有多個適用于不同語言的預(yù)訓(xùn)練模型,其中一些比其他模型更準(zhǔn)確。此外,命名實(shí)體識別是一個需要大量調(diào)整和微調(diào)才能取得良好結(jié)果的領(lǐng)域。一個預(yù)訓(xùn)練的模型可能無法很好地處理某些類型的文本(例如,技術(shù)性文本),可能需要額外的微調(diào)或預(yù)處理步驟來提高其性能。

三、文本分類

文本分類是一種將文本自動分類到預(yù)定義的類別或類中的過程。例如,文本分類算法可能用于將電子郵件分類為垃圾郵件或非垃圾郵件,或者按主題對新聞文章進(jìn)行分類。文本分類在各種應(yīng)用中都有使用,包括自然語言處理、信息檢索和機(jī)器學(xué)習(xí)。

以下是使用Python庫scikit-learn進(jìn)行文本分類的一個例子。此例子使用了20個新聞組的數(shù)據(jù)集,其中包含來自20個不同新聞組的文本。目標(biāo)是訓(xùn)練一個分類器,根據(jù)內(nèi)容預(yù)測文本屬于哪個新聞組。

from sklearn.datasets import fetch_20newsgroups
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer
from sklearn.naive_bayes import MultinomialNB
from sklearn.metrics import accuracy_score

# Load the 20 Newsgroups dataset
newsgroups_train = fetch_20newsgroups(subset='train')
newsgroups_test = fetch_20newsgroups(subset='test')

# Transform the texts into TF-IDF vectors
vectorizer = TfidfVectorizer()
X_train = vectorizer.fit_transform(newsgroups_train.data)
X_test = vectorizer.transform(newsgroups_test.data)
y_train = newsgroups_train.target
y_test = newsgroups_test.target

# Train a Multinomial Naive Bayes classifier
clf = MultinomialNB()
clf.fit(X_train, y_train)

# Predict the newsgroup of the test texts
y_pred = clf.predict(X_test)

# Evaluate the classifier's accuracy
accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
print("Accuracy: {:.2f}%".format(accuracy * 100))

這段代碼將加載20個新聞組的數(shù)據(jù)集,并將其劃分為訓(xùn)練集和測試集。然后,它會使用TfidfVectorizer將文本轉(zhuǎn)換為數(shù)值表示,并使用訓(xùn)練集訓(xùn)練一個多項(xiàng)式樸素貝葉斯分類器。最后,它會使用訓(xùn)練好的分類器預(yù)測測試文本的新聞組,并評估分類器的準(zhǔn)確性。

四、機(jī)器翻譯

機(jī)器翻譯是自動將文本從一種語言翻譯成另一種語言的過程。例如,機(jī)器翻譯算法可能將一篇西班牙語的新聞文章翻譯成英語。機(jī)器翻譯在各種行業(yè)中都有使用,包括電子商務(wù)、國際商務(wù)和政府。

以下是一個使用OpenNMT庫將英文翻譯成法文的例子:

from opennmt import tokenizers
from opennmt import models
import torch

# Tokenize the source and target text.
source_tokenizer = tokenizers.new("text", "en")
source_text = "Hello, how are you?"
source_tokens = source_tokenizer.tokenize(source_text)

target_tokenizer = tokenizers.new("text", "fr")
target_text = "Bonjour, comment vas-tu?"
target_tokens = target_tokenizer.tokenize(target_text)

# Build the translation model.
model = models.Transformer(
    source_vocab_size=len(source_tokenizer.vocab),
    target_vocab_size=len(target_tokenizer.vocab),
    num_layers=6,
    hidden_size=512,
    dropout=0.1,
    attention_dropout=0.1,
    relu_dropout=0.1)
model.eval()

# Convert the tokens to a tensor.
source_tokens = torch.tensor(source_tokenizer.encode(source_text)).unsqueeze(0)

# Generate a translation.
with torch.no_grad():
    log_probs, _, _ = model(source_tokens, None, None)
    tokens = log_probs.argmax(-1)

# Decode the translation.
translation = target_tokenizer.decode(tokens[0])
print(translation)

這段代碼將輸出:“Bonjour, comment vas-tu?”(中文:你好,你好嗎?)

請注意,這是一個非常簡單的例子,并不能直接運(yùn)行,因?yàn)樗枰虞d一個預(yù)訓(xùn)練的模型。此外,此例子使用的是小數(shù)據(jù)集作為輸入,而針對特定情況可能并沒有可用的預(yù)訓(xùn)練模型。如果想要了解更多關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)的信息,請點(diǎn)擊這里。

五、文本摘要

文本摘要是自動生成較長文本縮減版的過程。例如,文本摘要算法可能會針對一篇長篇新聞文章,生成一個簡短的、概括主要要點(diǎn)的摘要。文本摘要在各種應(yīng)用中都有使用,包括自然語言處理、信息檢索和機(jī)器學(xué)習(xí)。

請注意,這是一個非常簡單的例子,并不能直接運(yùn)行,因?yàn)樗枰虞d一個預(yù)訓(xùn)練的模型。此外,此例子使用的是小數(shù)據(jù)集作為輸入,而針對特定情況可能并沒有可用的預(yù)訓(xùn)練模型。

from gensim.summarization import summarize

text = "In computing, stop words are words which are filtered out before or after processing of text. Though stop words usually refer to the most common words in a language, there is no single universal list of stop words used by all natural language processing tools, and indeed not all tools even use such a list. Some tools specifically avoid removing these stop words to support phrase search."

print(summarize(text, ratio=0.2))

這段代碼將輸出文本的摘要版,僅保留最重要的20%的句子:“Some tools specifically avoid removing these stop words to support phrase search.”(中文:有些工具特別避免刪除這些停用詞,以支持短語搜索。)

您可以調(diào)整比例參數(shù)來改變摘要的文本量,或者使用word_count參數(shù)來指定摘要中包含的詞數(shù)。

六、信息提取

信息提取是從非結(jié)構(gòu)化文本中提取結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的過程。例如,信息提取算法可能會從電商網(wǎng)站中提取產(chǎn)品信息,如價格和庫存情況。信息提取在各種行業(yè)中都有使用,包括電子商務(wù)、金融和醫(yī)療保健,以從非結(jié)構(gòu)化文本中提取結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

以下是一個使用Python和Natural Language Toolkit(NLTK)庫進(jìn)行信息提取的例子:

import nltk 
from nltk import word_tokenize, pos_tag, ne_chunk 

# 示例文本
text = "Barack Obama 是美國第 44 任總統(tǒng),任期從 2009 年到 2017 年。" 

# 對文本進(jìn)行分詞
tokens = word_tokenize(text) 

# POS 標(biāo)記
tagged_tokens = pos_tag(tokens) 

# 命名實(shí)體識別
Entity = ne_chunk(tagged_tokens) 
print(entities)

上述代碼首先將文本分詞成單個詞匯,然后進(jìn)行詞性標(biāo)注,識別每個詞的詞性,最后進(jìn)行命名實(shí)體識別,識別出人名、組織名和地名等實(shí)體。

ne_chunk函數(shù)的輸出是一個可以進(jìn)一步處理以提取感興趣實(shí)體的樹狀結(jié)構(gòu)。

(S
  (PERSON Barack/NNP)
  Obama/NNP
  was/VBD
  the/DT
  44th/JJ
  (ORGANIZATION President/NNP)
  of/IN
  the/DT
  (GPE United/NNP States/NNPS)
  ,/,
  serving/VBG
  from/IN
  2009/CD
  to/TO
  2017/CD
  ./.)

請注意,上述例子非常簡單,在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用中,您需要做大量的預(yù)處理和模型微調(diào)。

七、文本生成

文本生成是自動生成文本的過程,比如編寫產(chǎn)品描述或編寫新聞文章。例如,文本生成算法可能會將產(chǎn)品圖像作為輸入,然后生成產(chǎn)品描述。文本生成在各種行業(yè)中都有使用,包括電子商務(wù)、市場營銷和內(nèi)容創(chuàng)作。

以下是一個使用Python庫Hugging Face的transformers中的GPT-2模型進(jìn)行文本生成的例子:

from transformers import GPT2Tokenizer, GPT2LMHeadModel

# Load the GPT-2 model and tokenizer
tokenizer = GPT2Tokenizer.from_pretrained("gpt2")
model = GPT2LMHeadModel.from_pretrained("gpt2")

# Define the prompt and generate text
prompt = "Once upon a time in a land far, far away"
generated_text = model.generate(input_ids=tokenizer.encode(prompt))

# Decode the generated text
generated_text = tokenizer.decode(generated_text)
print(generated_text)

這段代碼將使用GPT-2模型根據(jù)提供的提示“Once upon a time in a land far, far away”(譯文:很久很久以前,在一個遙遠(yuǎn)的地方)生成文本。生成的文本將在控制臺上打印出來。

請注意,您可能需要互聯(lián)網(wǎng)連接來下載預(yù)訓(xùn)練模型,同時也需要強(qiáng)大的GPU來生成文本。

八、文本聚類

文本聚類是將相似的文本文檔分組的過程。例如,文本聚類算法可能會對新聞文章集合進(jìn)行處理,并將其分為“體育”、“政治”和“娛樂”等類別。文本聚類在各種應(yīng)用中都有使用,包括自然語言處理、信息檢索和機(jī)器學(xué)習(xí)。

import nltk
from nltk import word_tokenize, pos_tag, ne_chunk

# Sample text
text = "Barack Obama was the 44th President of the United States, serving from 2009 to 2017."

# Tokenize the text
tokens = word_tokenize(text)

# POS tagging
tagged_tokens = pos_tag(tokens)

# Named entity recognition
entities = ne_chunk(tagged_tokens)
print(entities)

上述代碼首先將文本分詞成單個詞匯,然后進(jìn)行詞性標(biāo)注,識別每個詞的詞性,最后進(jìn)行命名實(shí)體識別,識別出人名、組織名和地名等實(shí)體。

ne_chunk函數(shù)的輸出是一個可以進(jìn)一步處理以提取感興趣實(shí)體的樹狀結(jié)構(gòu)。

九、語音識別

語音識別是將口語轉(zhuǎn)化為書面文字的過程。例如,語音識別算法可能會在語音控制系統(tǒng)中使用,如虛擬助手,將口頭指令轉(zhuǎn)錄為計算機(jī)可以理解的文字。語音識別在各種行業(yè)中都有使用,包括醫(yī)療保健、金融和客戶服務(wù)。

有許多庫和框架可以用于各種編程語言的語音識別。以下是如何使用Python中的Speech Recognition庫從麥克風(fēng)轉(zhuǎn)錄語音的例子:

import speech_recognition as sr

# create a recognizer object
r = sr.Recognizer()

# create a microphone object
mic = sr.Microphone()

# listen for speech and transcribe it
with mic as source:
    r.adjust_for_ambient_noise(source)
    audio = r.listen(source)
    transcribed_text = r.recognize_google(audio)
    print(transcribed_text)

這個例子使用了recognize_google()函數(shù),該函數(shù)利用Google Web語音API進(jìn)行語音轉(zhuǎn)錄。其他的轉(zhuǎn)錄選項(xiàng)包括使用recognize_sphinx()函數(shù)(它使用CMU Sphinx引擎)或recognize_wit()函數(shù)(它使用Wit.ai API)。

你也可以使用這個庫來識別文件中的語音:

with sr.AudioFile('audio_file.wav') as source:
    audio = r.record(source)
    transcribed_text = r.recognize_google(audio)
    print(transcribed_text)

請注意,使用Google Web語音API需要網(wǎng)絡(luò)連接,而且你可能需要設(shè)置憑證并根據(jù)你選擇的轉(zhuǎn)錄引擎安裝一些額外的包。

十、文本轉(zhuǎn)語音 (TTS)

文本到語音(TTS)是一種將書面文本轉(zhuǎn)化為口語的技術(shù)。它常用于為視覺障礙者進(jìn)行語音合成、語音助手以及自動客戶服務(wù)系統(tǒng)等應(yīng)用。

TTS系統(tǒng)使用多種技術(shù)的組合,如自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí),來產(chǎn)生逼真的語音。一些TTS軟件的例子包括Google的文本到語音、Amazon Polly以及Apple的Siri。

以下是一個使用Python中的gTTS(Google文本到語音)庫來將文本轉(zhuǎn)化為語音的例子:

from gtts import gTTS
import os

text = "Hello, this is an example of text to speech using the gTTS library in Python."

# Language in which you want to convert
language = 'en'

# Passing the text and language to the engine, 
# here we have marked slow=False. Which tells 
# the module that the converted audio should 
# have a high speed
myobj = gTTS(text=text, lang=language, slow=False)

# Saving the converted audio in a mp3 file named
# welcome 
myobj.save("welcome.mp3")

# Playing the converted file
os.system("mpg321 welcome.mp3")

這段代碼使用gTTS庫將文本“Hello, this is an example of text to speech using the gTTS library in Python.”(譯文:“你好,這是一個使用Python中的gTTS庫將文本轉(zhuǎn)化為語音的例子?!保┺D(zhuǎn)化為語音,并將其保存到一個名為“welcome.mp3”的mp3文件中。

最后一行os.system(“mpg321 welcome.mp3”)使用命令行工具mpg321播放mp3文件。如果你的系統(tǒng)中沒有安裝mpg321,你可以使用其他播放器來播放mp3文件。

關(guān)于高級自然語言處理的進(jìn)一步學(xué)習(xí),可以參考這個鏈接:
microstone123/Natural-Language-processing (github.com)。

責(zé)任編輯:姜華 來源: 今日頭條
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