TF-IDF (TfidfBatchOp)

Java 类名:com.alibaba.alink.operator.batch.nlp.TfidfBatchOp

Python 类名:TfidfBatchOp

功能介绍

计算文本中词语的 TF-IDF 值。

算法原理

TF-IDF(term frequency–inverse document frequency)是一种用于资讯检索与文本挖掘的统计方法,用以评估单个词语对于一个文件集的重要程度。

词频(term frequency)$tf(t, d)$ 表示词语 $t$ 在文档 $d$ 中出现的频率:$\frac{f_{t,d}}{\Sigma_{t’\in d}f_{t’, d}}$, 其中 $f_{t,d}$表示词语 $t$
在文本 $d$ 中出现的次数。

逆文档评率(inverse document frequency)$idf(t, D)$ 衡量一个词在语料库 $D$(所有文本)中提供的信息量:$\log\frac{|D|}{1 + |{d\in D:t\in D}|}$,
其中分子是所有文本的数量,分母是有词语 $t$ 出现的文本的数量。

最终,文本 $d$ 中的词语 $t$ 在该语料库 $D$ 的 TF-IDF 值就是 $tf(t, d) * idf(t, D)$。

使用方式

TF-IDF 加权的各种形式常被搜索引擎应用,作为文件与用户查询之间相关程度的度量或评级。

在 Alink 中使用时,输入数据不需要为原始的文本,而是文本进行词频(DocWordCountBatchOp)统计的结果,记录了在每个文本中各词出现的次数。 组件需要设置文档 ID
列(docIdCol),单词列(wordCol)和词频列(countCol)。

文献索引

TF-IDF: https://en.wikipedia.org/wiki/Tf%E2%80%93idf

参数说明

名称 中文名称 描述 类型 是否必须? 取值范围 默认值
countCol 词频列 词频列名 String 所选列类型为 [LONG]
docIdCol 文档ID列 文档ID列名 String
wordCol 单词列 单词列名 String 所选列类型为 [STRING]

代码示例

Python 代码

df = pd.DataFrame([
    [0, u'二手旧书:医学电磁成像'],
    [1, u'二手美国文学选读( 下册 )李宜燮南开大学出版社 9787310003969'],
    [2, u'二手正版图解象棋入门/谢恩思主编/华龄出版社'],
    [3, u'二手中国糖尿病文献索引'],
    [4, u'二手郁达夫文集( 国内版 )全十二册馆藏书']
])

inOp1 = BatchOperator.fromDataframe(df, schemaStr='id int, text string')
inOp2 = StreamOperator.fromDataframe(df, schemaStr='id int, text string')

segment = SegmentBatchOp().setSelectedCol("text").setOutputCol("segment").linkFrom(inOp1)
remover = StopWordsRemoverBatchOp().setSelectedCol("segment").setOutputCol("remover").linkFrom(segment)
wordCount = DocWordCountBatchOp().setContentCol("remover").setDocIdCol("id").linkFrom(remover)
tfidf = TfidfBatchOp().setDocIdCol("id").setWordCol("word").setCountCol("cnt").linkFrom(wordCount)
tfidf.print()

Java 代码

import org.apache.flink.types.Row;

import com.alibaba.alink.operator.batch.BatchOperator;
import com.alibaba.alink.operator.batch.nlp.DocWordCountBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.nlp.SegmentBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.nlp.StopWordsRemoverBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.nlp.TfidfBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.batch.source.MemSourceBatchOp;
import com.alibaba.alink.operator.stream.StreamOperator;
import com.alibaba.alink.operator.stream.source.MemSourceStreamOp;
import org.junit.Test;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class TfidfBatchOpTest {
	@Test
	public void testTfidfBatchOp() throws Exception {
		List <Row> df = Arrays.asList(
			Row.of(0, "二手旧书:医学电磁成像"),
			Row.of(1, "二手美国文学选读( 下册 )李宜燮南开大学出版社 9787310003969"),
			Row.of(2, "二手正版图解象棋入门/谢恩思主编/华龄出版社"),
			Row.of(3, "二手中国糖尿病文献索引"),
			Row.of(4, "二手郁达夫文集( 国内版 )全十二册馆藏书")
		);
		BatchOperator <?> inOp1 = new MemSourceBatchOp(df, "id int, text string");
		StreamOperator <?> inOp2 = new MemSourceStreamOp(df, "id int, text string");
		BatchOperator <?> segment =
			new SegmentBatchOp().setSelectedCol("text").setOutputCol("segment").linkFrom(inOp1);
		BatchOperator <?> remover = new StopWordsRemoverBatchOp().setSelectedCol("segment").setOutputCol("remover")
			.linkFrom(segment);
		BatchOperator <?> wordCount = new DocWordCountBatchOp().setContentCol("remover").setDocIdCol("id").linkFrom(
			remover);
		BatchOperator <?> tfidf = new TfidfBatchOp().setDocIdCol("id").setWordCol("word").setCountCol("cnt").linkFrom(
			wordCount);
		tfidf.print();
	}
}

运行结果

id word cnt total_word_count doc_cnt total_doc_count tf idf tfidf
0 医学 1 5 1 5 0.2000 0.9163 0.1833
0 电磁 1 5 1 5 0.2000 0.9163 0.1833
2 入门 1 10 1 5 0.1000 0.9163 0.0916
4 文集 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
4 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
4 十二册 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
4 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
4 馆藏 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
4 郁达夫 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
0 成像 1 5 1 5 0.2000 0.9163 0.1833
0 旧书 1 5 1 5 0.2000 0.9163 0.1833
0 二手 1 5 5 5 0.2000 -0.1823 -0.0365
1 二手 1 9 5 5 0.1111 -0.1823 -0.0203
1 9787310003969 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
2 二手 1 10 5 5 0.1000 -0.1823 -0.0182
2 华龄 1 10 1 5 0.1000 0.9163 0.0916
2 1 10 1 5 0.1000 0.9163 0.0916
4 二手 1 9 5 5 0.1111 -0.1823 -0.0203
3 索引 1 5 1 5 0.2000 0.9163 0.1833
3 二手 1 5 5 5 0.2000 -0.1823 -0.0365
1 出版社 1 9 2 5 0.1111 0.5108 0.0568
2 出版社 1 10 2 5 0.1000 0.5108 0.0511
2 谢恩 1 10 1 5 0.1000 0.9163 0.0916
2 象棋 1 10 1 5 0.1000 0.9163 0.0916
3 糖尿病 1 5 1 5 0.2000 0.9163 0.1833
1 选读 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
2 正版 1 10 1 5 0.1000 0.9163 0.0916
1 文学 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
1 南开大学 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
3 中国 1 5 1 5 0.2000 0.9163 0.1833
1 下册 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
2 图解 1 10 1 5 0.1000 0.9163 0.0916
4 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
1 美国 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
1 李宜燮 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
2 主编 1 10 1 5 0.1000 0.9163 0.0916
4 国内 1 9 1 5 0.1111 0.9163 0.1018
3 文献 1 5 1 5 0.2000 0.9163 0.1833