多语言数据的特征选择和无监督学习+机器学习算法选择

Posted 2023-03-12

【中文标题】多语言数据的特征选择和无监督学习+机器学习算法选择

【英文标题】：Feature selection and unsupervised learning for multilingual data + machine learning algorithm selection

【发布时间】：2011-07-21 14:19:43

【问题描述】：

问题

我想对数千个网站进行分类/分类/聚类/分组。有我们可以训练的数据，所以我们可以进行监督学习，但这不是我们收集的数据，我们也不坚持使用它——所以我们也在考虑无监督学习。

我可以在机器学习算法中使用哪些功能来处理多语言数据？请注意，其中一些语言可能尚未在自然语言处理字段中处理。

如果我要使用无监督学习算法，我是否应该只按语言划分数据并以不同方式处理每种语言？不同的语言可能有不同的相关类别（或没有，取决于你的心理语言学理论倾向），这可能会影响划分的决定。

我正在考虑使用决策树，或者支持向量机 (SVM) 来支持更多功能（根据我对它们的理解）。 This post 建议使用随机森林而不是 SVM。有什么想法吗？

欢迎务实的方法！ （理论上也是，但这些可能会留到以后用。）

一些背景

我们正在尝试用 3 到 5 种语言（可能多达 10 种，但我们不确定）对包含数千个网站的语料库进行分类。

我们拥有数百个已分类网站形式的训练数据。但是，我们可以选择使用或不使用该数据集——如果其他类别更有意义，我们可以不使用我们拥有的训练数据，因为这不是我们一开始就收集的。我们正处于从网站上抓取数据/文本的最后阶段。

现在我们必须就上述问题做出决定。我已经使用 Brown Corpus 和 Brill 标注器完成了一些工作，但由于多语言问题，这将无法正常工作。

我们打算使用Orange 机器学习包。

【问题讨论】：

那么，这是有监督的还是无监督的？

我明白你的意思是 语义 分类/聚类，即按意义分组，而不是链接编号、情绪、提及公司名称等其他信息？

@rmalouf：问题已经澄清了！ @ffriend：我不确定我是否一定会将其描述为 semantic ，因为这可能会让我们进入切线的理论和技术领域……但可以肯定！ （再次，在这个词的非常松散的意义上。）我们绝对不会试图查看原始链接计数或特定名称计数之类的东西。

【参考方案1】：

根据您提供的上下文，这是一个监督学习问题。 因此，您正在进行分类，而不是聚类。如果我误解了，请更新您的问题以这样说。

我会从最简单的功能开始，即标记页面的 unicode 文本，并使用字典将每个新标记转换为数字，并简单地将标记的存在视为一个特征。

接下来，我将使用最简单的算法 - 我倾向于使用朴素贝叶斯，但如果您有一种简单的方法来运行 SVM，这也很好。

将您的结果与一些基线进行比较 - 比如说将最常见的类分配给所有页面。

最简单的方法是否足够好？如果没有，请开始迭代算法和特征。

【讨论】：

感谢您的回答！我已经更新了我的问题，以澄清我们没有准备使用我们拥有的训练数据，因为我们不能 100% 确定它是最合适的分类（出于健康的怀疑原因，因为它不是直接来自我们）。还要感谢数字翻译和基线提示。我们会牢记这些！

【参考方案2】：

如果您采用受监督的方式，那么网页采用多种语言这一事实​​应该不会产生影响。如果你说词汇特征（bag-o'-words style），那么每种语言最终都会产生不相交的特征集，但这没关系。所有标准算法都可能给出可比较的结果，所以只需选择一个并使用它。我同意 Yuval 的观点，即朴素贝叶斯是一个很好的起点，而且前提是它不能满足您尝试 SVM 或随机森林之类的需求。

但是，如果您采用无人监督的方式，那么文本并非全部使用同一种语言这一事实​​可能会成为一个大问题。任何合理的聚类算法都会首先按语言对文本进行分组，然后在每种语言中按主题之类的内容进行聚类（如果您使用实词作为特征）。这是错误还是功能将完全取决于您为什么要对这些文本进行分类。如果重点是按主题对文档进行分组，而不考虑语言，那就不好了。但是，如果您可以接受为每种语言设置不同的类别，那么是的，您遇到的单独分类问题与拥有的语言一样多。

如果您确实想要一组统一的类，那么您将需要某种方法来跨语言链接相似的文档。有超过一种语言的文件吗？如果是这样，您可以将它们用作一种统计罗塞塔石碑，将不同语言的单词联系起来。然后，使用潜在语义分析之类的东西，您可以将其扩展到二阶关系：不同语言中的单词从未出现在同一文档中，但往往与出现的单词同时出现。或者，也许您可​​以使用诸如锚文本或 URL 属性之类的东西以独立于语言的方式为文档分配粗略分类，并将其用作开始的一种方式。

但是，老实说，在没有清楚知道类是什么（或者至少什么是好的分类）的情况下进入分类问题似乎很奇怪。提出课程是困难的部分，它将决定项目是成功还是失败。实际的算法部分相当死记硬背。

【参考方案3】：

主要答案是：尝试不同的方法。如果没有实际测试，很难预测哪种方法会产生最佳结果。因此，我将建议一些我会首先尝试的方法并描述它们的优缺点。

首先，我推荐监督学习。即使数据分类不是很准确，它仍然可能比无监督聚类给出更好的结果。其原因之一是在聚类过程中使用了许多随机因素。例如，k-means 算法在启动过程时依赖于随机选择的点，这可能导致不同程序运行的结果非常不同（尽管 x-means 修改似乎使这种行为正常化）。只有当底层元素在特征空间中产生良好分离的区域时，聚类才会产生良好的结果。

处理多语言数据的方法之一是使用多语言资源作为支持点。例如，您可以索引一些***的文章，并在不同语言的相同主题之间建立“桥梁”。或者，您可以创建多语言关联字典，如 this paper 描述。

至于方法，首先想到的是基于实例的语义方法，例如LSI。它使用vector space model 来计算单词和/或文档之间的距离。与其他方法相比，它可以有效地处理同义词和多义词。这种方法的缺点是计算效率低下和实现泄漏。 LSI 的其中一个阶段使用了一个非常大的同现矩阵，对于大型文档语料库，这将需要分布式计算和其他特殊处理。对 LSA 进行了修改，称为 Random Indexing，它不构造完整的共现矩阵，但您几乎找不到合适的实现。前段时间我在 Clojure 中为这个方法创建了库，但它现在是 pre-alpha，所以我不推荐使用它。不过，如果你决定试一试，你可以在 github 上找到用户 'faithlessfriend' 的项目 'Clinch'（我不会发布直接链接以避免不必要的广告）。

除了特殊的语义方法之外，还必须使用规则“简单至上”。从这一点来看，朴素贝叶斯是一个正确的起点。这里唯一需要注意的是朴素贝叶斯的多项式版本更可取：我的经验表明，字数确实很重要。

SVM是一种对线性可分数据进行分类的技术，而文本数据几乎总是不是线性可分的（任何一对文档中至少出现几个常见词）。这并不意味着 SVM 不能用于文本分类——你仍然应该尝试一下，但结果可能比其他机器学习任务要低得多。

我没有足够的经验决策树，但是用它来进行有效的文本分类对我来说似乎很奇怪。我见过一些例子，它们给出了很好的结果，但是当我尝试使用 C4.5 算法来完成这项任务时，结果很糟糕。我相信你应该得到一些实现决策树的软件并自己测试它们。知道然后提出建议总是更好。

关于每个主题还有很多话要说，所以请随时就特定主题提出更多问题。