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Gensim之Word2Vec使用手冊

1.介紹

一句話,Gensim中的Word2Vec類就是用來訓練詞向量的,這個類實現了詞向量訓練的兩種基本模型skip-gramCBOW,可以通過後面的引數設定來選擇。但是,在Gensim這個模組中訓練詞向量的方法還有很多:gensim.models.doc2vec.Doc2Vec,gensim.models.fasttext.FastText,gensim.models.wrappers.VarEmbed等等都能得到詞向量。

2.Word2Vec類

2.1 Word2Vec類初始化引數

在下面介紹引數時,可能不會列舉完,完整的引數見word2vec.py原始碼。
注:引數表這一列,等號右邊的值表示預設值

引數表 含義
sentences=None 語料句子,必須是一個可迭代的(參見後面例子)
size=100 訓練後詞向量的維度
alpha=0.025 訓練網路的初始學習率,之後會線性降低
min_alpha=0.0001 降低到最小的學習率
window=5 當前詞和預測詞之間的最大間隔
min_count=5 忽略詞頻<5的詞語
max_vocab_size=None 限制最大詞數,防止記憶體溢位
workers=3 設定執行緒數,越高訓練速度(前提是你有這麼多)
sg=0 訓練模型的選擇,1表示skip-gram,0表示CBOW
hs=0 訓練網路代價函式的選擇
iter=5 迭代次數

2.2 示例

2.2.1 訓練及儲存模型

# 示例1

from gensim.test.utils import common_texts
from gensim.models import Word2Vec

print(common_texts)
train_model = Word2Vec(common_texts, size=100, window=5, min_count=1, workers=4)
train_model.save('./MyModel')

train_model.wv.save_word2vec_format('./mymodel.txt'
, binary=False)

訓練模型

只需要給Word2Vec類賦上引數,就可以直接訓練了。其中common_texts是一段內建的語料,如下:

[[‘human’, ‘interface’, ‘computer’], [‘survey’, ‘user’, ‘computer’, ‘system’, ‘response’, ‘time’], [‘eps’, ‘user’, ‘interface’, ‘system’], [‘system’, ‘human’, ‘system’, ‘eps’], [‘user’, ‘response’, ‘time’], [‘trees’], [‘graph’, ‘trees’], [‘graph’, ‘minors’, ‘trees’], [‘graph’, ‘minors’, ‘survey’]]

可以看到整體格式是[['A','B'],['C','D','E']],其中這個list表示所有的文字(此處表示2個文字,裡面的A,B等表示單詞,如果是中文則表示分詞的結果,後面也會用中文演示)

儲存模型

在示例1中,第8行和第10行都是用來儲存訓練模型的(簡稱save和format_save),而兩者之間的相同點就是:都可以複用,即載入之後可以得到對應單詞的詞向量;不同點是:save儲存的模型,載入之後可以繼續在此基礎上接著訓練(後文會介紹),而format_save儲存的模型不能,但有個好處就是如果s設定binary=False則儲存後的結果可以直接開啟檢視(一共有12個詞向量,每個詞向量100維)

12 100
system -0.0027418726 -0.0029260677 0.0002653271 ......
user 0.000851792 -0.004782654 0.0017041893 ......
trees 6.689873e-05 0.0027949389 -0.002869004 ......
graph -0.0038760677 -0.0021227715 0.0029032128 ......
......
......

2.2.2 載入模型和使用(英文)

為了展示方便,下面我只用4個維度來表示詞向量。

#示例 2  檢視詞表相關資訊

from gensim.test.utils import common_texts
from gensim.models import Word2Vec
model = Word2Vec.load('./MyModel')
# 對於訓練好的模型,我們可以通過下面這前三行程式碼來檢視詞表中的詞,頻度,以及索引位置, 
# 最關鍵的是可以通過第四行程式碼判斷模型中是否存在這個詞
for key in model.wv.vocab:
    print(key)
    print(model.wv.vocab[key])
print('human' in model.wv.vocab)
print(len(model.wv.vocab)) #獲取詞表中的總詞數
#結果:

trees
Vocab(count:3, index:2, sample_int:463795800)
graph
Vocab(count:3, index:3, sample_int:463795800)
minors
Vocab(count:2, index:11, sample_int:579459575)

True

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# 示例3  獲取對應的詞向量及維度
model = Word2Vec.load('./MyModel')
print(model.wv.vector_size)
print(model['human'])
print(model['good'])

# 結果
4
[-0.06076013 -0.03567408 -0.07054472 -0.10322621]

KeyError: "word 'good' not in vocabulary"
Process finished with exit code 1

# 在取詞向量之前一定要先判斷
# 示例4  常用方法

#---------------4.1  計算兩個詞的相似度(餘弦距離)--------
model = Word2Vec.load('./MyModel')
print(model.wv.similarity('human', 'user'))
print(model.wv.similarity('human', 'survey'))

# 結果越大越相似(此處由於維度太小,所以結果好像不怎麼準確)
-0.6465453
0.55347687

#---------------4.2  計算兩個詞的距離--------
model = Word2Vec.load('./MyModel')
print(model.wv.distance('human', 'user'))
print(model.wv.distance('human', 'survey'))

# 結果越大越不相似
1.6465452909469604
0.44652312994003296

#---------------4.3  取與給定詞最相近的topn個詞--------
model = Word2Vec.load('./MyModel')
print(model.wv.most_similar(['human'],topn=3))

#結果
[('computer', 0.7984297871589661), ('response', 0.6434261798858643), ('survey', 0.5534768104553223)]

#---------------4.4  找出與其他詞差異最大的詞
model = Word2Vec.load('./MyModel')
print(model.wv.doesnt_match(['human','user','survey']))

#結果
user

其它的還有很多,如:
words_closer_than(),similar_by_word(),similar_by_vector(),similarity_matrix()
參見原始碼keyedvectors.py

2.2.3 載入模型並繼續訓練

載入模型並繼續訓練意思是,之前訓練好了一個詞向量模型,可能訓練時間不足,或者又有了新的資料,那麼此時就可以在原來的基礎上接著訓練而不用從頭再來。

#示例 5
    model = Word2Vec(sentences=pos,size=50,min_count=5)
    model.save('./vec.model_pos')
    print('語料數:', model.corpus_count)
    print('詞表長度:', len(model.wv.vocab)) 

# 結果
語料數: 5000
詞表長度: 6699

#-------------增量訓練
    model = Word2Vec.load('./vec.model_pos ')
    model.build_vocab(sentences=neg, update=True)
    model.train(sentences=neg, total_examples=model.corpus_count, epochs=model.iter)
    model.save('./vec.model')

    print('語料數:', model.corpus_count)
    print('詞表長度:', len(model.wv.vocab))
# 結果
語料數: 5001
詞表長度: 8296

可以看到,第一次訓練時用了5000個語料,訓練完成後詞表中一共有6699個詞;在追加訓練時,用了5001個語料,此時詞表中一共就有了8296個詞

2.2.4 載入模型和使用(中文)
我們用之前的訓練好的模型來演示:

# 示例 6

model = Word2Vec.load('./vec.model')
    print('詞表長度:', len(model.wv.vocab))
    print('愛    對應的詞向量為:',model['愛'])
    print('喜歡  對應的詞向量為:',model['喜歡'])
    print('愛  和  喜歡的距離(餘弦距離)',model.wv.similarity('愛','喜歡'))
    print('愛  和  喜歡的距離(歐式距離)',model.wv.distance('愛','喜歡'))
    print('與 愛 最相近的3個詞:',model.wv.similar_by_word('愛',topn=3))
    print('與 喜歡 最相近的3個詞:',model.wv.similar_by_word('喜歡',topn=3))
    print('愛,喜歡,恨 中最與眾不同的是:',model.wv.doesnt_match(['愛','喜歡','恨']))


#結果
詞表長度: 8296
愛    對應的詞向量為: [-1.0453074  -2.5688617   1.2240907  ...
喜歡  對應的詞向量為: [-0.5997423  -1.8003637   1.2935492  ...
愛  和  喜歡的距離(餘弦距離) 0.89702404
愛  和  喜歡的距離(歐式距離) 0.10297596454620361
與 愛 最相近的3個詞: [('喜歡', 0.89702), ('傷害', 0.88481), ('情感', 0.883626)]
與 喜歡 最相近的3個詞: [('青梅竹馬', 0.91182), ('輕浮', 0.91145), ('愛', 0.89702)]
愛,喜歡,恨 中最與眾不同的是: 恨