@基于doc2vec计算文本相似度

Doc2vec

​Doc2vec又叫Paragraph Vector是Tomas Mikolov基于word2vec模型提出的，其具有一些优点，比如不用固定句子长度，接受不同长度的句子做训练样本，Doc2vec是一个无监督学习算法，该算法用于预测一个向量来表示不同的文档，该模型的结构潜在的克服了词袋模型的缺点。

​Doc2vec模型是受到了word2vec模型的启发，word2vec里预测词向量时，预测出来的词是含有词义的，比如上文提到的词向量’powerful’会相对于’Paris’离’strong’距离更近，在Doc2vec中也构建了相同的结构。所以Doc2vec克服了词袋模型中没有语义的去缺点。假设现在存在训练样本，每个句子是训练样本。和word2vec一样，Doc2vec也有两种训练方式，一种是PV-DM（Distributed Memory Model of paragraphvectors）类似于word2vec中的CBOW模型，另一种是PV-DBOW（Distributed Bag of Words of paragraph vector)类似于word2vec中的skip-gram模型

最近空闲之余，正好公司也有相应的业务需求，分享一下我最新的作品，一起体会一下nlp世界的魅力，希望各位能喜欢，哈哈哈哈，好了废话不多说，直接上重点！！！

获取文本句子向量（短文本）

import pandas as pd
import jieba.posseg as psg
import gensim
from gensim.models.doc2vec import Doc2Vec,TaggedDocument
import numpy as np
import os
import pkuseg

os.environ['CUDA_VISIBLE_DEVICES']='4'

#获取句子向量：
def get_sentence_vec(excel_path):
    df = pd.read_excel(excel_path, index=False) 
    documents =[]
    #选择需要处理成向量的列并转成列表
    questions = df["questions"].tolist()
    count = 0
    #保留一个原始列
    need_questions = []
    #分词并去除掉停用词
    for question in questions:
            need_questions.append(question)
            documents.append(TaggedDocument(pseg.cut(question), ["word{}".format(count)]))
            count+=1
    #设置相应参数并训练
    model = Doc2Vec(documents, size=100, window=3,min_count=1, workers=4)
    model
    result_vec =[]
    for i in range(count):
        result_vec.append(model["word{}".format(i)])
    return need_questions,np.array(result_vec)

Doc2Vec 参量

文档（列表的iterable TaggedDocument，可选的）–输入语料库可以只是元素列表，但对于较大的语料库，请考虑直接从磁盘/网络流式传输文档的iterable。如果不提供文档（或corpus_file），则模型未初始化-如果计划以其他方式对其进行初始化，请使用该模型。

corpus_file（str ，可选）– LineSentence格式的语料库文件的路径。您可以使用此参数而不是文档来提高性能。仅需要传递一个文档或 corpus_file参数（或者都不传递它们，在这种情况下，模型将保持未初始化状态）。文档标签是自动分配的，并且等于行号，如中所示 TaggedLineDocument。

DM（{1 ，0} ，任选的） -定义的训练算法。如果dm = 1，则使用“分布式内存”（PV-DM）。否则，将使用分布式单词袋（PV-DBOW）。

vector_size（int ，optional）–特征向量的维数。

window（int ，可选）–句子中当前单词和预测单词之间的最大距离。

alpha（float ，可选）–初始学习率。

min_alpha（float ，可选）– 随着训练的进行，学习率将线性下降至min_alpha。

seed（int ，可选）–随机数生成器的种子。每个单词的初始向量都以单词+ str（seed）的连接的哈希值作为种子。请注意，对于完全确定性可重现的运行，还必须将模型限制为单个工作线程（worker = 1），以消除OS线程调度中的排序抖动。在Python 3中，解释程序启动之间的可重复性还需要使用PYTHONHASHSEED 环境变量来控制哈希随机化。

min_count（int ，optional）–忽略总频率低于此频率的所有单词。

max_vocab_size（int ，optional）–限制词汇建立期间的RAM；如果有比这更多的独特词，则修剪不常用的词。每1000万个字类型需要大约1GB的RAM。无限设置为无。

样本（float ，可选）–用于配置对哪些高频词进行随机下采样的阈值，有用范围是（0，1e-5）。

worker（int ，可选）–使用这些许多worker线程来训练模型（=使用多核计算机进行更快的训练）。

epochs（int ，optional）–语料库上的迭代次数（epoch）。

HS（{1 ，0} ，任选的） -如果为1，分层SOFTMAX将用于模型训练。如果设置为0，并且负数为非零，则将使用负数采样。

负数（int ，可选）–如果> 0，将使用负数采样，负数的int指定应绘制多少个“噪声词”（通常在5到20之间）。如果设置为0，则不使用负采样。

ns_exponent（float ，可选）–用于塑造负采样分布的指数。值1.0与频率成正比地采样，0.0则对所有单词均等地采样，而负值对低频单词的采样比高频单词的采样多。最初的Word2Vec文件选择了流行的默认值0.75。最近，Caselleles-Dupré，Lesaint和Royo-Letelier 在https://arxiv.org/abs/1804.04212中建议，其他值对于推荐应用程序可能会表现更好。

dm_mean（{1 ，0} ，任选的） -如果为0，使用上下文字矢量的总和。如果为1，请使用均值。仅在非连接模式下使用dm时适用。

dm_concat（{1 ，0} ，任选的） -如果为1，上下文矢量而不是总和/平均值的使用级联; 请注意，级联会产生更大的模型，因为输入不再是一个（采样或算术组合）单词向量的大小，而是标签和上下文中所有单词的大小串在一起。

dm_tag_count（int ，可选）–使用dm_concat模式时，每个文档的预期文档标签数恒定。

dbow_words（{1 ，0} ，任选的） -如果设置为1对列车字向量（在跳过克的方式）同时与DBOW DOC-矢量训练; 如果为0，则仅训练doc矢量（更快）。

trim_rule（函数，可选）–

文档对比并计算相似度，匹配最优相似度文本

#通过空间向量计算句子的分类：
def calculat_sentence_similarity():
    #导入对照文档
    label_df = pd.read_excel(standard_excel_path,index=False)
    #导入需要对比的文档
    excel_path = r""
    df = pd.read_excel(excel_path, index=False)
    #分词处理
    questions = [que for que in df["questions"].tolist() if len(que)>5 and len(que)<25]
    questions_doc = [TaggedDocument(pseg.cut(que), ["{}".format(index) ])
                 for index,que in enumerate(questions)]
    keys = list(label_df.keys())
    keys.remove("questions")
    label_dic ={}
    doc_tags =[]
    label_documents=[]
    total_labels = []
    for key in keys:
        label = key.split("：")[0]
        total_labels.append(label)
        values = label_df[~label_df[key].isnull()]["questions"].to_list()
        documents =[
            TaggedDocument(pseg.cut(question), ["{}:{}".format(label,index)])
            for index,question in enumerate(values)]
        label_dic[label] = len(documents)
        doc_tags.extend(["{}:{}".format(label,index) for index in range(len(values))])
        label_documents.extend(documents)
    questions_doc.extend(label_documents)
    model = Doc2Vec(questions_doc, size=100, window=3)
    result = []
    #相似度对比并选择最大相似度文本，并给出阈值
    for index,ques in enumerate(questions):
        tag = "{}".format(index)
        most_match = model.docvecs.most_similar_to_given(tag,doc_tags)
        percent = model.docvecs.similarity(tag,most_match)
        result.append({"question":ques,most_match.split(":")[0]:percent})
    #保存并输出结果
    total_labels.append("question")
    re_df = pd.DataFrame(result,columns=total_labels)
    re_df.to_excel()