详解基于朴素贝叶斯的情感分析及Python实现

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详解基于朴素贝叶斯的情感分析及Python实现

2017 年 7 月 12 日 AI研习社 RobTomb

AI 研习社按：本文作者 RobTomb，原载于作者个人博客，AI 研习社经授权发布。

相对于「基于词典的分析」，「基于机器学习」的就不需要大量标注的词典，但是需要大量标记的数据，比如：

还是下面这句话，如果它的标签是：

服务质量 - 中（共有三个级别，好、中、差）

╮(╯-╰)╭，其是机器学习，通过大量已经标签的数据训练出一个模型，

然后你在输入一条评论，来判断标签级别

宁馨的点评国庆活动，用62开头的信用卡可以6.2元买一个印有银联卡标记的冰淇淋，

有香草，巧克力和抹茶三种口味可选，我选的是香草口味，味道很浓郁。

另外任意消费都可以10元买两个马卡龙，个头虽不是很大，但很好吃，不是很甜的那种，不会觉得腻。

标签：服务质量 - 中

朴素贝叶斯

1、贝叶斯定理

假设对于某个数据集，随机变量C表示样本为C类的概率，F1表示测试样本某特征出现的概率，套用基本贝叶斯公式，则如下所示：

上式表示对于某个样本，特征F1出现时，该样本被分为C类的条件概率。那么如何用上式来对测试样本分类呢？

举例来说，有个测试样本，其特征F1出现了（F1=1），那么就计算P(C=0|F1=1)和P(C=1|F1=1)的概率值。前者大，则该样本被认为是0类；后者大，则分为1类。

对该公示，有几个概念需要熟知：

先验概率（Prior）。P(C)是C的先验概率，可以从已有的训练集中计算分为C类的样本占所有样本的比重得出。

证据（Evidence）。即上式P(F1)，表示对于某测试样本，特征F1出现的概率。同样可以从训练集中F1特征对应样本所占总样本的比例得出。

似然（likelihood）。即上式P(F1|C)，表示如果知道一个样本分为C类，那么他的特征为F1的概率是多少。

对于多个特征而言，贝叶斯公式可以扩展如下：

分子中存在一大串似然值。当特征很多的时候，这些似然值的计算是极其痛苦的。现在该怎么办？

2、朴素的概念

为了简化计算，朴素贝叶斯算法做了一假设：“朴素的认为各个特征相互独立”。这么一来，上式的分子就简化成了：

P(C)P(F1|C)P(F2|C)...P(Fn|C)。

这样简化过后，计算起来就方便多了。

这个假设是认为各个特征之间是独立的，看上去确实是个很不科学的假设。因为很多情况下，各个特征之间是紧密联系的。然而在朴素贝叶斯的大量应用实践实际表明其工作的相当好。

其次，由于朴素贝叶斯的工作原理是计算P(C=0|F1...Fn)和P(C=1|F1...Fn)，并取最大值的那个作为其分类。而二者的分母是一模一样的。因此，我们又可以省略分母计算，从而进一步简化计算过程。

另外，贝叶斯公式推导能够成立有个重要前期，就是各个证据（evidence）不能为0。也即对于任意特征Fx，P(Fx)不能为0。而显示某些特征未出现在测试集中的情况是可以发生的。因此实现上通常要做一些小的处理，例如把所有计数进行+1（加法平滑 additive smoothing，又叫拉普拉斯平滑 Laplace smothing）。而如果通过增加一个大于 0 的可调参数 alpha 进行平滑，就叫 Lidstone 平滑。

基于朴素贝叶斯的情感分类

原始数据集，只抽了10条

读数据

读取excel文件，用的pandas库的DataFrame的数据类型

分词

对每个评论分词，分词的同时去除停用词，得到如下词表

每个列表是与评论一一对应的

统计

这里统计什么呢？统计两种数据

1. 评论级别的次数

这里有三个级别分别对应

c0 → 好 2

c1 → 中 3

c2 → 差 5

2. 每个词在句子中出现的次数

得到一个字典数据

evalation [2, 5, 3]

半价 [0, 5, 0]

划算 [1, 1, 0]

不错 [0, 2, 0]

·········

不满 [0, 1, 0]

重要 [0, 1, 0]

清楚 [0, 1, 0]

具体 [0, 1, 0]

每个词(特征)后的 list坐标位：0，1，2分别对应好，中，差