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shibing624 committed Nov 9, 2023
1 parent bdfa6c1 commit 3b98d4c
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142 changes: 57 additions & 85 deletions README.md
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@@ -1,4 +1,14 @@
# pke_zh
[**🇨🇳中文**](https://github.com/shibing624/pke_zh/blob/main/README.md) | [**📖文档/Docs**](https://github.com/shibing624/pke_zh/wiki) | [**🤖模型/Models**](https://huggingface.co/shibing624)

<div align="center">
<a href="https://github.com/shibing624/pke_zh">
<img src="https://github.com/shibing624/pke_zh/blob/main/docs/pke_zh.png" alt="Logo" height="156">
</a>
</div>

-----------------

# pke_zh: Python Keyphrase Extraction for zh(chinese)
[![PyPI version](https://badge.fury.io/py/pke_zh.svg)](https://badge.fury.io/py/pke_zh)
[![Downloads](https://static.pepy.tech/badge/pke_zh)](https://pepy.tech/project/pke_zh)
[![GitHub contributors](https://img.shields.io/github/contributors/shibing624/pke_zh.svg)](https://github.com/shibing624/pke_zh/graphs/contributors)
Expand All @@ -7,76 +17,46 @@
[![GitHub issues](https://img.shields.io/github/issues/shibing624/pke_zh.svg)](https://github.com/shibing624/pke_zh/issues)
[![Wechat Group](http://vlog.sfyc.ltd/wechat_everyday/wxgroup_logo.png?imageView2/0/w/60/h/20)](#Contact)


PKE_zh, Python Keyphrase Extraction for zh(chinese).

**pke_zh**实现了多种中文关键词提取算法,包括有监督的WordRank,无监督的TextRank、TfIdf、KeyBert、PositionRank、TopicRank等,扩展性强,开箱即用。


**Guide**

- [Feature](#Feature)
- [Features](#Features)
- [Install](#install)
- [Usage](#usage)
- [Contact](#Contact)
- [Reference](#reference)

# Feature

如何提取query或者文档的关键词?


## 有监督方法
### 特征工程的解决思路
把关键词提取任务转化为分类任务,对输入query句子分词并提取多种特征,再把特征喂给机器学习模型,模型区分出各词的重要性得分,这样挑出topK个词作为关键词。

#### 特征工程

* 文本特征:包括Query长度、Term长度,Term在Query中的偏移量,term词性、长度信息、term数目、位置信息、句法依存tag、是否数字、是否英文、是否停用词、是否专名实体、是否重要行业词、embedding模长、删词差异度、以及短语生成树得到term权重等
* 统计特征:包括PMI、IDF、TextRank值、前后词互信息、左右邻熵、独立检索占比(term单独作为query的qv/所有包含term的query的qv和)、统计概率、idf变种iqf
* 语言模型特征:整个query的语言模型概率 / 去掉该Term后的Query的语言模型概率


训练样本形如:
```shell
邪御天娇 免费 阅读,3 1 1
```

**重要度label**共分4级:
- Super important:3级,主要包括POI核心词,比如“方特、欢乐谷”
- Required:2级,包括行政区词、品类词等,比如“北京 温泉”中“北京”和“温泉”都很重要
- Important:1级,包括品类词、门票等,比如“顺景 温泉”中“温泉”相对没有那么重要,用户搜“顺景”大部分都是温泉的需求
- Unimportant:0级,包括语气词、代词、泛需求词、停用词等
- [References](#references)

上例中可见“温泉”在不同的query中重要度是不同的。

分类模型可以是GBDT、LR、SVM、Xgboost等,这里以GBDT为例,GBDT模型(WordRank)的输入是特征向量,输出是重要度label。

![term-weighting](./docs/gbdt.png)

### 深度模型的解决思路
- 思路一:本质依然是把关键词提取任务转化为词重要度分类任务,利用深度模型学习term重要度,取代人工提取特征,模型端到端预测词重要度label,按重要度排序后挑出topK个词作为关键词。深度模型有TextCNN、Fasttext、Transformer、BERT等,适用于分类任务的模型都行。分类任务实现参考:https://github.com/shibing624/pytextclassifier
- 思路二:用Seq2Seq生成模型,输入query,输出关键词或者摘要,生成模型可以是T5、Bart、Seq2Seq等,生成任务实现参考:https://github.com/shibing624/textgen

## 无监督方法
## Features
#### 有监督方法
- [x] WordRank:本项目基于Python实现了句子的文本特征、统计特征、Tag特征、语言模型特征提取,结合GBDT模型区分出句子中各词的重要性得分,进而提取关键词,速度快,效果好,泛化性一般,依赖有监督数据。
#### 无监督方法
- 统计算法
- [x] TFIDF,是很强的baseline,有较强普适性,基本能应付大部分关键词抽取场景,简单有效,速度很快,效果一般
- [x] YAKE,人工总结规则的方法,不依赖外部语料,从单文档提取关键词,速度很快,效果差
- [x] TFIDF:本项目基于jieba的IDF词表实现了TFIDF的关键词抽取,该方法是很强的baseline,有较强普适性,基本能应付大部分关键词抽取场景,简单有效,速度很快,效果一般
- [x] YAKE:本项目实现了YAKE,该算法基于人工总结的规则(词的位置,词频,上下文关系,词在句中频率),不依赖外部语料,从单文档提取关键词,速度很快,效果差
- 图算法
- [x] TextRank,简单套用PageRank思想到关键词提取的方法,效果不比TFIDF强,而且涉及网络构建和随机游走迭代,速度慢,效果一般
- [x] SingleRank,类似TextRank,是PageRank的变体,可以提取出关键短语,速度快,效果一般
- [x] TopicRank,基于主题模型的关键词提取算法,考虑了文档中词语的语义关系,可以提取出与文档主题相关的关键词,速度慢,效果一般
- [x] MultipartiteRank,一种基于多元关系的关键词提取算法,在TopicRank的基础上,考虑了词语的语义关系和词语位置,速度慢,效果一般
- [x] PositionRank,是基于PageRank的图关系计算词权重,考虑了词位置和词频,速度一般,效果好
- [x] TextRank:本项目基于networkx实现了TextRank,该算法简单套用PageRank思想到关键词提取,效果不比TFIDF强,而且涉及网络构建和随机游走迭代,速度慢,效果一般
- [x] SingleRank:本项目基于networkx实现了SingleRank,该算法类似TextRank,是PageRank的变体,可以提取出关键短语,速度快,效果一般
- [x] TopicRank:本项目基于networkx实现了TopicRank,该算法基于主题模型的关键词提取,考虑了文档中词语的语义关系,可以提取出与文档主题相关的关键词,速度慢,效果一般
- [x] MultipartiteRank:本项目基于networkx实现了MultipartiteRank,该算法基于多元关系提取关键词,在TopicRank的基础上,考虑了词语的语义关系和词语位置,速度慢,效果一般
- [x] PositionRank:本项目基于networkx实现了PositionRank,该算法基于PageRank的图关系计算词权重,考虑了词位置和词频,速度一般,效果好
- 语义模型
- [x] KeyBERT,利用了预训练语言模型的能力来提取关键词,速度很慢,效果最好
- [x] KeyBERT:本项目基于text2vec实现了KeyBert,利用了预训练句子表征模型计算句子embedding和各词embedding相似度来提取关键词,速度很慢,效果最好

- 延展阅读:[中文关键词提取解决思路](https://github.com/shibing624/pke_zh/blob/main/docs/solution.md)

**模型选型**
- 要求速度快,选择TFIDF、YAKE、PositionRank
- 要求速度快,选择TFIDF、PositionRank、WordRank
- 要求效果好,选择KeyBERT
- 有监督数据,选择WordRank


无监督算法介绍见文章[中文关键词提取算法](https://blog.csdn.net/mingzai624/article/details/129012015)

# Install
## Install
* From pip:
```zsh
pip install -U pke_zh
Expand All @@ -89,20 +69,15 @@ cd pke_zh
python setup.py install
```

### 依赖数据
* 千兆中文文本训练的语言模型[zh_giga.no_cna_cmn.prune01244.klm(2.8G)](https://deepspeech.bj.bcebos.com/zh_lm/zh_giga.no_cna_cmn.prune01244.klm),模型由pycorrector库自动下载于 `~/.pycorrector/datasets/zh_giga.no_cna_cmn.prune01244.klm`
* 中文文本匹配模型[shibing624/text2vec-base-chinese](https://huggingface.co/shibing624/text2vec-base-chinese) ,模型由transformers库自动下载于 `~/.cache/huggingface/transformers/` 下。

# Usage
## Usage

## 有监督关键词提取

直接调用训练好的WordRank模型,模型自动下载于 `~/.cache/pke_zh/wordrank_model.pkl`
### 有监督关键词提取

#### pke_zh快速预测
example: [examples/keyphrase_extraction_demo.py](examples/keyphrase_extraction_demo.py)

```python
from pke_zh.wordrank import WordRank
from pke_zh import WordRank
m = WordRank()
print(m.extract("哪里下载电视剧周恩来?"))
```
Expand All @@ -111,29 +86,27 @@ output:
```shell
[('电视剧', 3), ('周恩来', 3), ('下载', 2), ('哪里', 1), ('', 0)]
```
> 3:核心词;2:限定词;1:可省略词;0:干扰词。
### 基于自有数据训练模型

训练example: [examples/train_supervised_wordrank_demo.py](examples/train_supervised_wordrank_demo.py)


## 无监督关键词提取
- 返回值:核心短语列表,(keyphrase, score),其中score: 3:核心词;2:限定词;1:可省略词;0:干扰词
- **score**共分4级:
- Super important:3级,主要包括POI核心词,比如“方特、欢乐谷”
- Required:2级,包括行政区词、品类词等,比如“北京 温泉”中“北京”和“温泉”都很重要
- Important:1级,包括品类词、门票等,比如“顺景 温泉”中“温泉”相对没有那么重要,用户搜“顺景”大部分都是温泉的需求
- Unimportant:0级,包括语气词、代词、泛需求词、停用词等
- 模型:默认调用训练好的WordRank模型[wordrank_model.pkl](https://github.com/shibing624/pke_zh/releases/tag/0.2.2),模型自动下载于 `~/.cache/pke_zh/wordrank_model.pkl`
#### 训练模型
WordRank模型结构:
![term-weighting](https://github.com/shibing624/pke_zh/blob/main/docs/gbdt.png)

example: [examples/train_supervised_wordrank_demo.py](examples/train_supervised_wordrank_demo.py)

### 无监督关键词提取
支持TextRank、TfIdf、PositionRank、KeyBert等关键词提取算法。

example: [examples/unsupervised_demo.py](examples/unsupervised_demo.py)


```python
from pke_zh.textrank import TextRank
from pke_zh.tfidf import TfIdf
from pke_zh.singlerank import SingleRank
from pke_zh.positionrank import PositionRank
from pke_zh.topicrank import TopicRank
from pke_zh.multipartiterank import MultipartiteRank
from pke_zh.yake import Yake
from pke_zh.keybert import KeyBert

from pke_zh import TextRank, TfIdf, SingleRank, PositionRank, TopicRank, MultipartiteRank, Yake, KeyBert
q = '哪里下载电视剧周恩来?'
TextRank_m = TextRank()
TfIdf_m = TfIdf()
Expand Down Expand Up @@ -168,8 +141,7 @@ example: [examples/keysentences_extraction_demo.py](examples/keysentences_extrac


```python
from pke_zh.textrank import TextRank

from pke_zh import TextRank
m = TextRank()
r = m.extract_sentences("较早进入中国市场的星巴克,是不少小资钟情的品牌。相比 在美国的平民形象,星巴克在中国就显得“高端”得多。用料并无差别的一杯中杯美式咖啡,在美国仅约合人民币12元,国内要卖21元,相当于贵了75%。 第一财经日报")
print(r)
Expand All @@ -180,7 +152,7 @@ output:
[('相比在美国的平民形象', 0.13208935993025409), ('在美国仅约合人民币12元', 0.1320761453200497), ('星巴克在中国就显得“高端”得多', 0.12497451534612379), ('国内要卖21元', 0.11929080110899569) ...]
```

# Contact
## Contact

- Issue(建议):[![GitHub issues](https://img.shields.io/github/issues/shibing624/pke_zh.svg)](https://github.com/shibing624/pke_zh/issues)
- 邮件我:xuming: [email protected]
Expand All @@ -189,7 +161,7 @@ output:
<img src="docs/wechat.jpeg" width="200" />


# Citation
## Citation

如果你在研究中使用了pke_zh,请按如下格式引用:
APA:
Expand All @@ -209,13 +181,13 @@ BibTeX:
}
```

# License
## License


授权协议为 [The Apache License 2.0](LICENSE),可免费用做商业用途。请在产品说明中附加pke_zh的链接和授权协议。


# Contribute
## Contribute
项目代码还很粗糙,如果大家对代码有所改进,欢迎提交回本项目,在提交之前,注意以下两点:

-`tests`添加相应的单元测试
Expand All @@ -224,7 +196,7 @@ BibTeX:
之后即可提交PR。


# Reference
## References

- [boudinfl/pke](https://github.com/boudinfl/pke)
- [Context-Aware Document Term Weighting for Ad-Hoc Search](http://www.cs.cmu.edu/~zhuyund/papers/TheWebConf_2020_Dai.pdf)
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## Features

如何提取query或者文档的关键词?


### 有监督方法
#### 特征工程的解决思路
把关键词提取任务转化为分类任务,对输入query句子分词并提取多种特征,再把特征喂给机器学习模型,模型区分出各词的重要性得分,这样挑出topK个词作为关键词。

* 文本特征:包括Query长度、Term长度,Term在Query中的偏移量,term词性、长度信息、term数目、位置信息、句法依存tag、是否数字、是否英文、是否停用词、是否专名实体、是否重要行业词、embedding模长、删词差异度、以及短语生成树得到term权重等
* 统计特征:包括PMI、IDF、TextRank值、前后词互信息、左右邻熵、独立检索占比(term单独作为query的qv/所有包含term的query的qv和)、统计概率、idf变种iqf
* 语言模型特征:整个query的语言模型概率 / 去掉该Term后的Query的语言模型概率


训练样本形如:
```shell
邪御天娇 免费 阅读,3 1 1
```

**重要度label**共分4级:
- Super important:3级,主要包括POI核心词,比如“方特、欢乐谷”
- Required:2级,包括行政区词、品类词等,比如“北京 温泉”中“北京”和“温泉”都很重要
- Important:1级,包括品类词、门票等,比如“顺景 温泉”中“温泉”相对没有那么重要,用户搜“顺景”大部分都是温泉的需求
- Unimportant:0级,包括语气词、代词、泛需求词、停用词等

分类模型可以是GBDT、LR、SVM、Xgboost等,这里以GBDT为例,GBDT模型(WordRank)的输入是特征向量,输出是重要度label。

![term-weighting](https://github.com/shibing624/pke_zh/blob/main/docs/gbdt.png)

### 深度模型的解决思路
- 思路一:本质依然是把关键词提取任务转化为词重要度分类任务,利用深度模型学习term重要度,取代人工提取特征,模型端到端预测词重要度label,按重要度排序后挑出topK个词作为关键词。深度模型有TextCNN、Fasttext、Transformer、BERT等,适用于分类任务的模型都行。分类任务实现参考:https://github.com/shibing624/pytextclassifier
- 思路二:用Seq2Seq生成模型,输入query,输出关键词或者摘要,生成模型可以是T5、Bart、Seq2Seq等,生成任务实现参考:https://github.com/shibing624/textgen

## 无监督方法
- 统计算法
- [x] TFIDF,是很强的baseline,有较强普适性,基本能应付大部分关键词抽取场景,简单有效,速度很快,效果一般
- [x] YAKE,人工总结规则的方法,不依赖外部语料,从单文档提取关键词,速度很快,效果差
- 图算法
- [x] TextRank,简单套用PageRank思想到关键词提取的方法,效果不比TFIDF强,而且涉及网络构建和随机游走迭代,速度慢,效果一般
- [x] SingleRank,类似TextRank,是PageRank的变体,可以提取出关键短语,速度快,效果一般
- [x] TopicRank,基于主题模型的关键词提取算法,考虑了文档中词语的语义关系,可以提取出与文档主题相关的关键词,速度慢,效果一般
- [x] MultipartiteRank,一种基于多元关系的关键词提取算法,在TopicRank的基础上,考虑了词语的语义关系和词语位置,速度慢,效果一般
- [x] PositionRank,是基于PageRank的图关系计算词权重,考虑了词位置和词频,速度一般,效果好
- 语义模型
- [x] KeyBERT,利用了预训练语言模型的能力来提取关键词,速度很慢,效果最好

**模型选型**
- 要求速度快,选择TFIDF、YAKE、PositionRank
- 要求效果好,选择KeyBERT

无监督算法介绍见文章[中文关键词提取算法](https://blog.csdn.net/mingzai624/article/details/129012015)

### 依赖数据
* 千兆中文文本训练的语言模型[zh_giga.no_cna_cmn.prune01244.klm(2.8G)](https://deepspeech.bj.bcebos.com/zh_lm/zh_giga.no_cna_cmn.prune01244.klm),模型由pycorrector库自动下载于 `~/.pycorrector/datasets/zh_giga.no_cna_cmn.prune01244.klm`
* 中文文本匹配模型[shibing624/text2vec-base-chinese](https://huggingface.co/shibing624/text2vec-base-chinese) ,模型由transformers库自动下载于 `~/.cache/huggingface/transformers/` 下。


2 changes: 1 addition & 1 deletion examples/keybert_demo.py
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Expand Up @@ -6,7 +6,7 @@
import sys

sys.path.append("..")
from pke_zh.keybert import KeyBert
from pke_zh import KeyBert

m = KeyBert()
sents = [
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2 changes: 1 addition & 1 deletion examples/keyphrase_extraction_demo.py
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Expand Up @@ -6,7 +6,7 @@
import sys

sys.path.append("..")
from pke_zh.wordrank import WordRank
from pke_zh import WordRank

m = WordRank()

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2 changes: 1 addition & 1 deletion examples/keysentences_extraction_demo.py
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import sys

sys.path.append("..")
from pke_zh.textrank import TextRank
from pke_zh import TextRank

m = TextRank()
r = m.extract_sentences(
Expand Down
2 changes: 1 addition & 1 deletion examples/train_supervised_wordrank_demo.py
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -8,7 +8,7 @@
import sys

sys.path.append('..')
from pke_zh.wordrank import WordRank
from pke_zh import WordRank

if __name__ == '__main__':
parser = argparse.ArgumentParser()
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9 changes: 1 addition & 8 deletions examples/unsupervised_demo.py
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -6,14 +6,7 @@
import sys

sys.path.append("..")
from pke_zh.textrank import TextRank
from pke_zh.tfidf import TfIdf
from pke_zh.singlerank import SingleRank
from pke_zh.positionrank import PositionRank
from pke_zh.topicrank import TopicRank
from pke_zh.multipartiterank import MultipartiteRank
from pke_zh.yake import Yake
from pke_zh.keybert import KeyBert
from pke_zh import TextRank, TfIdf, SingleRank, PositionRank, TopicRank, MultipartiteRank, Yake, KeyBert

if __name__ == '__main__':
sents = [
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2 changes: 1 addition & 1 deletion pke_zh/keybert.py
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Expand Up @@ -103,7 +103,7 @@ def mmr_ranking(
doc_can_distances = cosine_similarity(can_embeddings, doc_embedding)
distance_words = cosine_similarity(can_embeddings)

# Initialize candidates and already choose best keyword/keyphras
# Initialize candidates and already choose the best keyword/keyphras
keywords_idx = [np.argmax(doc_can_distances)]
candidates_idx = [i for i in range(len(can_names)) if i != keywords_idx[0]]

Expand Down
2 changes: 1 addition & 1 deletion pke_zh/version.py
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -3,4 +3,4 @@
@author:XuMing([email protected])
@description: version
"""
__version__ = '0.2.5'
__version__ = '0.2.6'

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