網(wǎng)頁歸類算法應(yīng)用論文

時(shí)間:2022-03-20 02:16:00

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網(wǎng)頁歸類算法應(yīng)用論文

自有文字和書籍以來,人類就開始注意文章的分門別類和編撰目錄。那些目錄事實(shí)上就將文章按照的類別進(jìn)行了分類。九十年代以來,Internet以驚人的速度起來,Web的容量增長迅速,平均每天增加100萬個(gè)頁面。技術(shù)發(fā)展到今天,靠人來閱讀互聯(lián)網(wǎng)上信息和對(duì)網(wǎng)上信息做分門別類和已經(jīng)不可能。

搜索引擎的分類瀏覽模式由此應(yīng)運(yùn)而生論文。它的目錄分類的質(zhì)量較高,檢索效果好;但是需要人工維護(hù),因此存在成本高、信息更新慢、維護(hù)的工作量大的缺點(diǎn)。而基于模糊技術(shù)的網(wǎng)頁自動(dòng)歸類能依據(jù)網(wǎng)頁中所包含的文本的語義將大量的網(wǎng)頁自動(dòng)分門別類,從而更好地幫助人們把握信息。

網(wǎng)頁模糊歸類步驟與算法

簡單地說,網(wǎng)頁自動(dòng)歸類所要完成的任務(wù)就是在給定的分類體系下,根據(jù)網(wǎng)頁的內(nèi)容自動(dòng)地確定網(wǎng)頁關(guān)聯(lián)的類別。如果從純數(shù)學(xué)角度來看,網(wǎng)頁分類的過程實(shí)際上就是一個(gè)多對(duì)多的映射過程。依據(jù)“貝葉斯假設(shè)”的內(nèi)容,可以假定組成網(wǎng)頁的元素在確定網(wǎng)頁類別的作用上相互獨(dú)立。這樣,可以使用網(wǎng)頁中出現(xiàn)的字或詞的集合來代替網(wǎng)頁,即用一個(gè)向量來表示文本:D(W1,W2,W3……Wn),其中Wi為第i個(gè)元素(以下均稱為“特征項(xiàng)”)的數(shù)值。當(dāng)然,這將丟失大量關(guān)于網(wǎng)頁內(nèi)容的信息,但是這種假設(shè)可以使網(wǎng)頁的表示和處理形式化,從而讓計(jì)算機(jī)可以處理網(wǎng)頁。

構(gòu)成網(wǎng)頁中的文本的詞匯,數(shù)量是相當(dāng)大的,因此,表示網(wǎng)頁的向量空間的維數(shù)也相當(dāng)大,可以達(dá)到幾萬維,所有幾萬個(gè)詞匯對(duì)網(wǎng)頁分類的意義是不同的。首先,需要考慮詞語的性質(zhì)。一些通用的、各個(gè)類別都普遍存在的詞匯對(duì)分類的貢獻(xiàn)是很小的,因此特征提取過程需要去掉對(duì)表達(dá)網(wǎng)頁類別不太重要的詞匯。例如“的”、“地”、“得”、“著”、“了”等等。其次,在某特定類中出現(xiàn)比重大而在其他類中出現(xiàn)比重小的詞匯對(duì)文本分類的貢獻(xiàn)大,為了提高分類精度,可以利用詞語的互信息量篩選出針對(duì)該類的特征項(xiàng)集合。具體操作是算出每個(gè)詞語的互信息量并排序,然后抽取前n個(gè)詞語作為該類別的特征項(xiàng),抽取的原則是反復(fù)試驗(yàn)使得網(wǎng)頁歸類效果最優(yōu)。互信息量(I)計(jì)算公式由下式給出:

為了讓計(jì)算機(jī)為我們進(jìn)行網(wǎng)頁的自動(dòng)歸類,必須先對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練。只要訓(xùn)練網(wǎng)頁足夠多,那么由計(jì)算機(jī)進(jìn)行的歸類活動(dòng)也將是準(zhǔn)確的。所有的訓(xùn)練樣本都需表示為向量。并使用每個(gè)詞的相對(duì)詞頻(TF-IDF公式)對(duì)網(wǎng)頁樣本的特征項(xiàng)進(jìn)行量化。然后,將每個(gè)類別中的所有訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)合成為一個(gè)平均參照樣本,計(jì)算方法就是將每個(gè)特征項(xiàng)的值求算術(shù)平均。相對(duì)詞頻計(jì)算公式由下式給出:

在歸類過程中,采用三級(jí)模糊綜合評(píng)判。一級(jí)指標(biāo)因素集(網(wǎng)頁中出現(xiàn)位置)包括:網(wǎng)頁題名、文章標(biāo)題、第一段首句、第一段尾句、第二段首句、第二段尾句、第三段首句、第三段尾句、首段、尾段、HTML標(biāo)記。二級(jí)指標(biāo)因素集(詞性)包括:名詞,動(dòng)詞,形容詞,副詞,介詞,連詞,助詞,數(shù)字,符號(hào)。三級(jí)指標(biāo)因素集:待分類網(wǎng)頁中所包含的全部詞語的頻數(shù)。評(píng)價(jià)集確定為V={V1(不屬于0),V2(不太可能屬于0.25),V3(可能屬于0.5),V4(很可能屬于0.75),V5(屬于1)}。

專家隨機(jī)抽取了300篇網(wǎng)頁,對(duì)這些網(wǎng)頁進(jìn)行人工自由標(biāo)引、人工打分、詞頻統(tǒng)計(jì),并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析、,將一級(jí)指標(biāo)因素權(quán)重集確定為A={0.128,0.128,0.128,0.104,0.104,0.104,0.06,0.06,0.06,0.06,0.05,0.05};根據(jù)語言學(xué)專家對(duì)各類別中不同詞性的詞語對(duì)標(biāo)志一個(gè)類別(以中圖分類法為標(biāo)準(zhǔn))重要性程度統(tǒng)計(jì)和評(píng)分,將二級(jí)指標(biāo)因素權(quán)重集確定為An={0.28,0.18,0.24,0.06,0.05,0.04,0.04,0.06,0.05};根據(jù)詞語的互信息量確定出三級(jí)指標(biāo)因素權(quán)重為Anm={Anm1,Anm2…Anmx}其中,Anmx即為對(duì)應(yīng)詞語的互信息量

隸屬函數(shù)采用卡夫曼教授提出的隸屬函數(shù)確定方法(正態(tài)分布模型)確定如下:

①詞頻針對(duì)“不屬于”的隸屬函數(shù)

②詞頻針對(duì)“不太可能屬于”的隸屬函數(shù)

③詞頻針對(duì)“不可能屬于”的隸屬函數(shù)

④詞頻針對(duì)“很可能屬于”的隸屬函數(shù)

⑤頻針對(duì)“屬于”的隸屬函數(shù)

其中,axyz是訓(xùn)練樣本中詞語的相對(duì)詞頻;x為樣本網(wǎng)頁中對(duì)應(yīng)詞的統(tǒng)計(jì)詞頻;系數(shù)是通過人工評(píng)判得到一些特殊點(diǎn),由待定系數(shù)法求出的。

下面就要根據(jù)多級(jí)模糊綜合評(píng)判的計(jì)算方法與步驟將待歸類網(wǎng)頁與所有類別的平均參照樣本進(jìn)行一遍計(jì)算,得出一組表示該網(wǎng)頁與各個(gè)類別貼近度的數(shù)值。然后按照“最大隸屬原則”,將網(wǎng)頁劃到Vn值最大的對(duì)應(yīng)的類別中;或者用“域值法”,事先確定一個(gè)不大于1的域值λ,若Vn>λ則認(rèn)為網(wǎng)頁屬于此類別,因此,一個(gè)網(wǎng)頁可能同時(shí)屬于多個(gè)類別。

網(wǎng)頁模糊歸類實(shí)例

(1).前期工作

•簡化的分類的標(biāo)準(zhǔn):類,類,科教類

•訓(xùn)練樣本數(shù)目:48篇(三類各16篇)

•待歸類網(wǎng)頁:

•一級(jí)指標(biāo)因素及權(quán)重:U={U1=0.5,U2=0.5}

•二級(jí)指標(biāo)因素及權(quán)重:U1={U11=1.0}

U2={U21=0.4},U22=0.26),U23=0.34}

•三級(jí)指標(biāo)因素及權(quán)重:

U11={U111=0.86},U112=0.14)}

U21={U211=0.11,U212=0.35,U213=0.21,U214=0.06,U215=0.10,U216=0.17}

U22={U221=0.26,U222=0.38,U223=0.36}

U23={U231=0.46,U232=0.54}

•經(jīng)濟(jì)類訓(xùn)練網(wǎng)頁樣本相對(duì)詞頻:

a11={a111(經(jīng)濟(jì)1.2),a112(快訊1.2)}

a21={a211(我國1.1),a212(經(jīng)濟(jì)2.2),a213(水平1.8),a214(三年0.5),a215(人民0.9),a216(生活1.3)}

a22={a221(實(shí)現(xiàn)1.3),a222(翻番1.8),a223(提高1.7)}

a23={a231(連續(xù)1.6),a232(日益1.7)}

(2).模糊綜合評(píng)判

首先統(tǒng)計(jì)待分類網(wǎng)頁的各個(gè)詞語的絕對(duì)詞頻如下:

U11={U111(經(jīng)濟(jì)1),U112(快訊1)}

U21={U211(我國1),U212(經(jīng)濟(jì)2),U213(水平1),U214(三年1),U215(人民1),U216(生活1)}

U22={U221(實(shí)現(xiàn)1),U222(翻番1),U223(提高1)}

U23={U231(連續(xù)1),U232(日益1)}

總共可以得到4個(gè)一級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣如下:

構(gòu)造二級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣

①采用M(∧,∨)算子的運(yùn)算結(jié)果

②采用M(•,)算子的運(yùn)算結(jié)果

構(gòu)造三級(jí)模糊綜合評(píng)判矩陣

①采用M(∧,∨)算子的運(yùn)算結(jié)果

②采用M(•,)算子的運(yùn)算結(jié)果

多因素綜合評(píng)判

①采用M(∧,∨)算子的運(yùn)算結(jié)果

②采用M(•,)算子的運(yùn)算結(jié)果

網(wǎng)頁歸類決策

通過三輪計(jì)算得出下表:

樣本與類別貼近度經(jīng)濟(jì)類體育類科教類

采用M(∧,∨)算子0.680.310.42

采用M(•,)算子

0.800.160.27

不管采用哪一種算子,如果用“最大隸屬原則”判斷,顯然都應(yīng)該屬于“經(jīng)濟(jì)類”;如果用“域值法”(λ=0.6)判斷,也應(yīng)該都屬于“經(jīng)濟(jì)類”。

結(jié)果分析

由上述算例可以看出,若用“最大隸屬原則”判斷,取λ=0.68,采用M(∧,∨)算子的算法就無法對(duì)此網(wǎng)頁歸類了,而采用M(•,)算子卻可以對(duì)網(wǎng)頁正確歸類。另外,采用M(•,)算子的結(jié)果區(qū)分效果比較明顯,與人工歸類的結(jié)果比較接近。由此可見,采用M(•,)算子的算法明顯優(yōu)于采用M(∧,∨)算子的算法。

本文的實(shí)例網(wǎng)頁最后得出的與“經(jīng)濟(jì)類”網(wǎng)頁的貼近值僅0.8,比理想值(人工估計(jì)為0.9)偏低了了一些,與其他類別的貼近值也存在一些偏差。這是因?yàn)楸疚闹信e的例子為了簡單起見,訓(xùn)練文本才48篇,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)訓(xùn)練不足;另外,待歸類網(wǎng)頁過于簡單。這些都導(dǎo)致了歸類結(jié)果與理想值的偏差,在實(shí)際情況下,這些都可以避免。

作者在自行開發(fā)的“網(wǎng)頁模糊歸類測(cè)試系統(tǒng)”平臺(tái)上作了大量對(duì)于網(wǎng)頁的歸類測(cè)試工作(詳見附錄),測(cè)試文檔與訓(xùn)練網(wǎng)頁都是取自“新聞網(wǎng)”新聞網(wǎng)頁。在訓(xùn)練網(wǎng)頁達(dá)到1200篇的時(shí)候,歸類準(zhǔn)確率封閉測(cè)試為85.73%,開放測(cè)試為78.82%。雖然這種以模糊綜合評(píng)判為核心的算法實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)初始化工作比較繁重,但是歸類的結(jié)果準(zhǔn)確率很高,因此還是非常具有實(shí)際價(jià)值的。

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