NER标注----BILSTM模型训练招投标实体标注模型

• • @[TOC](NER标注----BILSTM模型训练招投标实体标注模型 )
• 前言
• 一、NER标注简介
• 二、从头开始训练一个NER标注器
• 二、使用步骤
• • 1.引入库
  • 2.数据处理
  • 3.模型训练

)

前言

上文中讲到如何使用spaCy来做词性标注,这个功能非常强大。现在来介绍另一个有 趣的组件：NER标注。并使用BILSTM模型来训练一个招投标实体标注模型。

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`提示：以下是本篇文章正文内容

一、NER标注简介

NER标注的中文名为命名实体识别，与词性标注一样是自然语言处理的技术基础之一。

NER标注的作用：
1）显而易见最主要的是通过模型可以识别出文本中需要的实体。
2）可以推导出实体之间的关系；例如，Rome is the capital of Italy，可以根据实体识别可以判断出Rome是意大利的城市而不是R&B艺术家，这项工作叫实体消岐（NED）；
NED的使用场景可以在医学研究中消除词语歧义鉴定基因和基因产物，写作风格分析等。

尽管spaCy预训练好的模型进行实体标注较容易,但基于应用场景的不同可以训练一个更符合应用的
NER标注器。

二、从头开始训练一个NER标注器

在数据准备阶段需要采用合适的方法对数据进行标注，标注的方法为IBO表示法和扩展BILOU系统。

在本次的项目中，我们采用的是和词性标注相同的模型
采用bilstm+CRF;

二、使用步骤

1.引入库

代码如下（示例）：

import pandas as pd
import numpy as np
import keras 
import re
import warnings
from keras.utils import to_categorical    #转换为one_hot编码
from sklearn.model_selection import train_test_split
from keras.layers import Dense, Embedding, LSTM, TimeDistributed, Input, Bidirectional, Dropout
from keras.models import Model
warnings.filterwarnings('ignore')

2.数据处理

要将数据变成这种形式

代码如下：

doc = []  #单个汉字
f = open ('home_work.txt','r',encoding='utf8') 
for line in f.readlines():
    doc.append([text for text in line])
pos  = []   #标签
for i in range(len(doc)):
    pos.append(['O']*len(doc[i]))   

train_label = pd.read_csv('label.txt',error_bad_lines=True, sep=' ',names=["中标", "招标"])
train_label.head(10)


train_data = pd.read_csv('home_work.txt',error_bad_lines=True,names=["文本"])
train_data.head()
train_data = np.array(train_data).tolist()  #pd转list

TRAIN_DATA = []
test = []
test1 = []
for i in range(len(train_label)):
    for j in range(len(train_data)):
        if i==j:
            out = re.finditer(str(train_label.iloc[j][0]),str(train_data[i])) #中标
            for k in out:
                shuzi = list(k.span())
                pos[i][shuzi[0]-2] = 'B_bidder'
                pos [i][shuzi[0]-1:shuzi[1]-2] = (shuzi[1]- 1 - (shuzi[0]+1))*['I_bidder']
                pos[i][shuzi[1]-3] = 'L_bidder'
                
            out1 = re.finditer(str(train_label.iloc[j][1]),str(train_data[i])) #招标
            for k1 in out1:
                shuzi = list(k1.span())
#                 print(data_2[i][shuzi[0]+1:shuzi[1]-1])
                pos[i][shuzi[0]-2] = 'B_buyyer'
                pos[i][shuzi[0]-1:shuzi[1]-2] = (shuzi[1]- 1 - (shuzi[0]+1))*['I_buyyer']
                pos[i][shuzi[1]-3] = 'L_buyyer

将数据先处理成这种形式。

data_clean = []
df = []
for z in range(len(doc)):
    for i in range(len(doc[z])):
        for j in range(len(pos[z])):
            if i==j:
                df.append(dict.fromkeys(doc[z][i],pos[z][j]))            
    data_clean.append(df)
    df = []

这种形式就可以了。

3.模型训练

#####建造词库和标签库相当于词列表和标签列表去重
def make_packages(ex_list , num):
    result = []
    for i in ex_list:
        result += i
    result = list(set(result))
    result_dict = {}
    for i in range(len(result)):
        result_dict[result[i]] = i + num
    return result_dict
tag = make_packages(pos , 0)  #词性标签
word_packages = make_packages(doc , 0)  #词的标签
def write_dict(ex_dict,path):
    vocab = open(path,"w",encoding="utf8")
    for part_index in ex_dict.keys():
        values = ex_dict[part_index]
        vocab.write(part_index + " : " +str(values)+"\n")
    vocab.close()


write_dict(tag,"./model/tag.txt")    #标签库
write_dict(word_packages,"./model/word_packages.txt")   #词库
def train_index(doc,word_packages): #数据转换，将文本数据转换成index
    doc_index = []
    for text in doc:
        text_index = []
        for word in text:
            text_index.append(word_packages[word])
        doc_index.append(text_index)
    return doc_index
doc_index = train_index(doc,word_packages)
pos_index = train_index(pos,tag)
max_len = max([len(i) for i in doc_index])#计算最长的,方便变为矩阵
print(max_len)
import keras 
import numpy as np
#使维度相等
input_array = np.array(doc_index)         ####不同纬度但是会进行转换
# pad_sequence()函数将序列转化为经过填充以后得到的一个长度相同新的序列。
X = keras.preprocessing.sequence.pad_sequences(input_array,maxlen=max_len,padding='post')  ###paddle 
output_array = np.array(pos_index)
y = keras.preprocessing.sequence.pad_sequences(output_array,maxlen=max_len,padding='post')
#########y标签向量化 
from keras.utils import to_categorical    #转换为one_hot编码
y_onehot = to_categorical(y) 
#划分训练集测试集
from sklearn.model_selection import train_test_split
X_train,X_test, y_train, y_test  =  train_test_split(X,y_onehot,test_size=0.2, random_state=0)

之后就是模型训练与保存了:

from keras.layers import Dense, Embedding, LSTM, TimeDistributed, Input, Bidirectional, Dropout
from keras.models import Model

def create_model(maxlen, chars, word_size, output_dim ,infer=False):
    sequence = Input(shape=(maxlen,), dtype='int32')
    embedded = Embedding(len(chars) + 1, word_size, input_length=maxlen, mask_zero=True)(sequence)
    """
    词嵌入层就是将文字转换为一串数字,可以理解为词在神经网络中的向量表示。
    Embedding：词嵌入层通常放在模型的第一层，主要的作用是将one-hot向量纬度缩减，便于模型纬度变小
    input_dim: 输入参数为词的索引
    output_dim: 输出词向量的维度
    input_length：序列长度
    """
    blstm = Bidirectional(LSTM(64, return_sequences=True), merge_mode='concat')(embedded)
    """
    merge_mode:向前向后的拼接方式，可选的参数有{‘sum’，‘mul’，‘concat’，‘ave’，None}，默认concat
    """
    output = TimeDistributed(Dense(output_dim , activation='softmax'))(blstm)
    model = Model(inputs =sequence, outputs=output)
    model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='adam', metrics=['accuracy'])
    return model


def train_bilstm():
    """
    train bilistm
    :return:
    """
    print("start train bilstm")
    model = create_model(max_len, word_packages, 64, 7)
    model.summary()
    history = model.fit(X_train, y_train, batch_size=10,epochs=10, verbose=1)
    model.save('model/model.h5')
train_bilstm()

可见模型效果还是不错的。