什么是文本分类？

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@小白创作中心

什么是文本分类？

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来源

https://elastic.ac.cn/what-is/text-classification

文本分类是自然语言处理（NLP）领域的重要技术，它通过机器学习算法将文本文档或句子自动分类到预定义的类别中。这项技术在情感分析、垃圾邮件检测、主题分类等多个场景中都有广泛应用。本文将详细介绍文本分类的定义、类型、过程、重要性、用例、技术和算法、评估指标以及未来趋势。

文本分类定义

文本分类是一种机器学习类型，它将文本文档或句子分类到预定义的类或类别中。它分析文本的内容和含义，然后使用文本标记为其分配最合适的标签。

文本分类的实际应用包括情感分析（确定评论中的正面或负面情绪）、垃圾邮件检测（如发现垃圾邮件）和主题分类（如将新闻文章组织成相关主题）。文本分类在自然语言处理 (NLP)中发挥着重要作用，使计算机能够理解和组织大量非结构化文本。这简化了内容过滤、推荐系统和客户反馈分析等任务。

文本分类的类型

您可能会遇到的文本分类类型包括

文本情感分析：确定一段文本中表达的情感或情绪，通常将其分类为正面、负面或中性。它用于分析产品评论、社交媒体帖子和客户反馈。
毒性检测：与文本情感分析相关的技术，用于识别在线的冒犯性或有害语言。它可以帮助在线社区的版主在在线讨论、评论或社交媒体帖子中维护尊重数字环境。
意图识别：文本情感分析的另一个子集，用于理解用户文本输入背后的目的（或意图）。聊天机器人和虚拟助手经常使用意图识别来响应用户查询。
二元分类：将文本分类为两个类或类别之一。一个常见的例子是垃圾邮件检测，它将文本（如电子邮件或消息）分类为垃圾邮件或合法类别，以自动过滤掉未经请求的且可能有害的内容。
多类分类：将文本分类为三个或更多不同的类或类别。这使得从新闻文章、博客文章或研究论文等内容中组织和检索信息变得更容易。
主题分类：与多类分类相关，将文档或文章分组到预定义的主题或主题中。例如，新闻文章可以分为政治、体育和娱乐等主题。
语言识别：确定一段文本所用的语言。这在多语言环境和基于语言的应用程序中非常有用。
命名实体识别：侧重于识别和分类文本中的命名实体，例如人名、组织、地点和日期。
问题分类：处理根据预期答案类型对问题进行分类，这对于搜索引擎和问答系统非常有用。

文本分类过程

文本分类过程涉及多个步骤，从数据收集到模型部署。以下是其工作原理的快速概述

数据收集：收集一组文本文件及其对应的类别，用于文本标记过程。
数据预处理：通过删除不必要的符号、转换为小写并处理标点符号等特殊字符来清理和准备文本数据。
分词：将文本拆分成词元，即像单词这样的小单元。词元通过创建单独可搜索的部分来帮助查找匹配项和连接。此步骤对于向量搜索和语义搜索尤其有用，它们会根据用户意图给出结果。
特征提取：将文本转换为机器学习模型可以理解的数字表示形式。一些常见的方法包括计算单词的出现次数（也称为词袋模型）或使用词嵌入来捕获单词含义。
模型训练：现在数据已清理并预处理完毕，您可以使用它来训练机器学习模型。该模型将学习文本的特征与其类别之间的模式和关联。这有助于它使用预先标记的示例来理解文本标记约定。
文本标记：创建一个新的、单独的数据集来开始文本标记和分类新文本。在文本标记过程中，模型将文本分成数据收集步骤中预先确定的类别。
模型评估：仔细查看经过训练的模型在文本标记过程中的性能，以了解它如何对未见过的文本进行分类。
超参数调整：根据模型评估的结果，您可能需要调整模型的设置以优化其性能。
模型部署：使用经过训练和调整的模型将新文本数据分类到其相应的类别中。

为什么文本分类很重要？

文本分类之所以重要，是因为它使计算机能够自动对大量文本数据进行分类和理解。在我们的数字世界中，我们一直会遇到大量的文本信息。想想电子邮件、社交媒体、评论等等。文本分类允许机器使用文本标记将这种非结构化数据组织成有意义的组。通过理解难以理解的内容，文本分类可以提高效率、简化决策并增强用户体验。

文本分类用例

文本分类用例涵盖各种专业环境。以下是您可能遇到的一些实际用例

自动化和分类客户支持工单，优先处理它们，并将它们路由到合适的团队进行解决。
分析客户反馈、调查回复和在线讨论，以发现市场趋势和消费者偏好。
跟踪社交媒体提及和在线评论，以监控您的品牌声誉和情绪。
使用文本标记或标签在网站和电子商务平台上组织和标记内容，使其更容易发现内容，从而改善客户的用户体验。
根据特定关键字和标准从社交媒体和其他在线资源中识别潜在的销售线索。
分析竞争对手的评论和反馈，以深入了解他们的优势和劣势。
根据客户的互动和反馈，使用文本标记来细分客户，以便为他们量身定制营销策略和活动。
根据文本标记模式和异常情况（也称为异常检测）来检测财务系统中的欺诈活动和交易。

文本分类的技术和算法

以下是一些用于文本分类的技术和算法

词袋模型 (BoW)：一种简单的技术，它计算单词的出现次数，而不考虑它们的顺序。
词嵌入：利用各种技术将单词转换为多维空间中绘制的数字表示，从而捕获单词之间复杂的关联。
决策树：机器学习算法，它创建决策节点和叶的树状结构。每个节点测试一个单词的存在，这有助于树学习文本数据中的模式。
随机森林：一种结合多个决策树以提高文本分类准确性的方法。
BERT（来自 Transformers 的双向编码器表示）：一种复杂的基于 Transformer 的分类模型，可以理解单词的上下文。
朴素贝叶斯：根据文档中单词的出现次数来计算给定文档属于特定类别的概率。它估计每个单词出现在每个类别中的可能性，并使用贝叶斯定理（概率论中的基本定理）组合这些概率以进行预测。
SVM（支持向量机）：一种用于二元和多类分类任务的机器学习算法。SVM 寻找在高维特征空间中最好地分隔不同类别数据点的超平面。这有助于它对新的、未见过的文本数据进行准确的预测。
TF-IDF（词频-逆文档频率）：一种衡量文档中单词相对于整个数据集的重要性的方法。

文本分类中的评估指标

文本分类中的评估指标用于以不同的方式衡量模型的性能。一些常见的评估指标包括

准确率：正确分类的文本样本占总样本的比例。它给出了模型正确性的整体衡量标准。
精确率：正确预测的正样本占所有预测的正样本的比例。它表明预测的正样本中有多少实际上是正确的。
召回率（或灵敏度）：正确预测的正样本占所有实际正样本的比例。它衡量模型识别正样本的能力。
F1 分数：结合精确率和召回率的平衡度量，当遇到不平衡的类别时，可以为您提供模型性能的整体评估。
接收者操作特征曲线下的面积 (AUC-ROC)：模型区分不同类别的能力的图形表示。这在二元分类中尤其方便。
混淆矩阵：显示真阳性、真阴性、假阳性和假阴性数量的表格。它为您提供了模型性能的详细分类。

最后，您的目标应该是根据您的具体需求选择具有高准确率、精确率、召回率和 F1 分数的文本分类模型。AUC-ROC 和混淆矩阵还可以提供有关模型处理不同分类阈值的能力的有用见解，并使您更好地了解其性能。

文本分类的未来趋势

文本分类的未来趋势范围从开放 AI 到特定行业的工具。随着机器学习技术的扩展，文本分类的功能也将扩展。例如，随着前沿工具和技术的普及，它们也需要变得更加多样化。我们将很快看到多语言文本分类的出现，以支持全球应用程序中对多语言支持日益增长的需求，从而有效地分析同一数据集中的多种语言。随着模型经过训练以提供更具体、更准确的分类，针对法律、医疗或金融等行业的特定领域文本分类也将起飞。

当然，文本分类趋势将在新的人工智能功能中发挥作用。随着人工智能应用的日益普及，越来越需要透明且可解释的文本分类模型。可解释 AI涉及结合可解释性方法来理解模型预测背后的推理。

深度学习模型——如CNN（卷积神经网络）和RNN（循环神经网络）——和混合模型是将应用于文本分类的神经网络架构。CNN 主要用于图像处理任务，而 RNN 设计用于处理顺序数据，但两者都证明了成功理解文本模式的能力。混合模型结合了多种架构（如 CNN、RNN 和基于 Transformer 的模型（如 BERT））以利用不同方法的优势，从而获得更好的文本分类。

未来的研究也可能探索使文本分类模型能够从较少的标记示例中学习（少样本学习）甚至在训练期间未见过的类别中执行文本分类（零样本学习）的技术。两者都有可能显著减少对大型标记数据集的依赖，从而使文本分类更具可扩展性并适应新任务。