Очень быстрая векторизация слова ngram в R
edit: новый пакет text2vec отлично подходит и решает эту проблему (и многие другие) очень хорошо.
text2vec на CRAN text2vec на github виньетка, иллюстрирующая токенизацию ngram
у меня есть довольно большой текстовый набор данных в R, который я импортировал как вектор символов:
#Takes about 15 seconds
system.time({
set.seed(1)
samplefun <- function(n, x, collapse){
paste(sample(x, n, replace=TRUE), collapse=collapse)
}
words <- sapply(rpois(10000, 3) + 1, samplefun, letters, '')
sents1 <- sapply(rpois(1000000, 5) + 1, samplefun, words, ' ')
})
Я могу преобразовать эти символьные данные в представление мешка слов как следует:
library(stringi)
library(Matrix)
tokens <- stri_split_fixed(sents1, ' ')
token_vector <- unlist(tokens)
bagofwords <- unique(token_vector)
n.ids <- sapply(tokens, length)
i <- rep(seq_along(n.ids), n.ids)
j <- match(token_vector, bagofwords)
M <- sparseMatrix(i=i, j=j, x=1L)
colnames(M) <- bagofwords
таким образом, R может векторизовать 1,000,000 миллионов коротких предложений в представление мешка слов примерно за 3 секунды (неплохо!):
> M[1:3, 1:7]
10 x 7 sparse Matrix of class "dgCMatrix"
fqt hqhkl sls lzo xrnh zkuqc mqh
[1,] 1 1 1 1 . . .
[2,] . . . . 1 1 1
[3,] . . . . . . .
Я могу бросить эту разреженную матрицу в glmnet или irlba и сделать довольно удивительный количественный анализ текстовых данных. Ура!
теперь я хотел бы распространить этот анализ на матрицу мешка-из-ngrams, а не на матрицу мешка-из-слов. До сих пор самый быстрый способ я нашел сделать это можно следующим образом (все функции ngram, которые я мог найти на CRAN, подавились этим набором данных, поэтому я получил небольшую помощь от SO):
find_ngrams <- function(dat, n, verbose=FALSE){
library(pbapply)
stopifnot(is.list(dat))
stopifnot(is.numeric(n))
stopifnot(n>0)
if(n == 1) return(dat)
pblapply(dat, function(y) {
if(length(y)<=1) return(y)
c(y, unlist(lapply(2:n, function(n_i) {
if(n_i > length(y)) return(NULL)
do.call(paste, unname(as.data.frame(embed(rev(y), n_i), stringsAsFactors=FALSE)), quote=FALSE)
})))
})
}
text_to_ngrams <- function(sents, n=2){
library(stringi)
library(Matrix)
tokens <- stri_split_fixed(sents, ' ')
tokens <- find_ngrams(tokens, n=n, verbose=TRUE)
token_vector <- unlist(tokens)
bagofwords <- unique(token_vector)
n.ids <- sapply(tokens, length)
i <- rep(seq_along(n.ids), n.ids)
j <- match(token_vector, bagofwords)
M <- sparseMatrix(i=i, j=j, x=1L)
colnames(M) <- bagofwords
return(M)
}
test1 <- text_to_ngrams(sents1)
это занимает около 150 секунд (неплохо для чистой функции r), но я хотел бы пойти быстрее и расширить на большие наборы данных.
есть очень быстро функции в R для n-граммовой векторизации текста? В идеале я ищу Rcpp функция, которая принимает вектор символов как input, и возвращает разреженную матрицу документов x ngrams в качестве выходных данных,но также был бы рад получить некоторые рекомендации по написанию функции Rcpp.
даже более быстрая версия find_ngrams
функция была бы полезна, так как это основное узкое место. R-это на удивление быстро в токенизации.
изменить 1 Вот еще один пример набора данных:
sents2 <- sapply(rpois(100000, 500) + 1, samplefun, words, ' ')
в этом случае мои функции для создания матрицы мешка слов занимают около 30 секунд, а мои функции для создания матрицы bag-of-ngrams занимают около 500 секунд. Опять же, существующие N-граммовые векторизаторы в R, похоже, задыхаются от этого набора данных (хотя я хотел бы быть доказанным неправильно!)
Изменить 2 Timings vs tau:
zach_t1 <- system.time(zach_ng1 <- text_to_ngrams(sents1))
tau_t1 <- system.time(tau_ng1 <- tau::textcnt(as.list(sents1), n = 2L, method = "string", recursive = TRUE))
tau_t1 / zach_t1 #1.598655
zach_t2 <- system.time(zach_ng2 <- text_to_ngrams(sents2))
tau_t2 <- system.time(tau_ng2 <- tau::textcnt(as.list(sents2), n = 2L, method = "string", recursive = TRUE))
tau_t2 / zach_t2 #1.9295619
2 ответов
это действительно интересная проблема, и я потратил много времени, борясь с ней в quanteda пакета. Он включает в себя три аспекта, которые я прокомментирую, хотя это только третий, который действительно касается вашего вопроса. Но первые два момента объясняют, почему я сосредоточился только на функции создания ngram, поскольку-как вы указываете-именно там можно улучшить скорость.
токенизации. здесь вы используете
string::str_split_fixed()
на пробел, который является самым быстрым, но не лучшим способом для разбора. Мы реализовали это почти точно так же, как было вquanteda::tokenize(x, what = "fastest word")
. Это не самое лучшее, потому что stringi может делать гораздо более умные реализации разделителей пробелов. (Даже класс символов\s
умнее, но немного медленнее - это реализовано какwhat = "fasterword"
). Ваш вопрос был не о однако токенизация, поэтому этот момент - просто контекст.табуляция матрицы функций документа. Здесь мы также используем Матрица пакет, и индексировать документы и функции (я называю их функциями, а не терминами), и создать разреженную матрицу непосредственно, как вы делаете в коде выше. Но ваше использование
match()
намного быстрее, чем методы сопоставления / слияния, которые мы использовали через данные.таблица. Я собираюсь перекодироватьquanteda::dfm()
функция, так как ваш метод более элегантный и быстрый. Очень, очень рад, что увидел это!создание ngram. Здесь я думаю, что действительно могу помочь с точки зрения производительности. Мы реализуем это в quanteda через аргумент
quanteda::tokenize()
, под названиемgrams = c(1)
где значение может быть любым целым набором. Наш матч для unigrams и bigrams будетngrams = 1:2
, например. Вы можете проверить код в https://github.com/kbenoit/quanteda/blob/master/R/tokenize.R, см. внутреннюю функциюngram()
. Я воспроизвел это ниже и сделал обертку, чтобы мы могли напрямую сравнить ее с вашим
вот тест с использованием версии dev tokenizers, который вы можете получить с помощью devtools::install_github("ropensci/tokenizers")
.
используя определения sents1
, sents2
и find_ngrams()
выше:
library(stringi)
library(magrittr)
library(tokenizers)
library(microbenchmark)
library(pbapply)
set.seed(198)
sents1_sample <- sample(sents1, 1000)
sents2_sample <- sample(sents2, 1000)
test_sents1 <- microbenchmark(
find_ngrams(stri_split_fixed(sents1_sample, ' '), n = 2),
tokenize_ngrams(sents1_sample, n = 2),
times = 25)
test_sents1
результаты:
Unit: milliseconds
expr min lq mean
find_ngrams(stri_split_fixed(sents1_sample, " "), n = 2) 79.855282 83.292816 102.564965
tokenize_ngrams(sents1_sample, n = 2) 4.048635 5.147252 5.472604
median uq max neval cld
93.622532 109.398341 226.568870 25 b
5.479414 5.805586 6.595556 25 a
тестирование на sents2
test_sents2 <- microbenchmark(
find_ngrams(stri_split_fixed(sents2_sample, ' '), n = 2),
tokenize_ngrams(sents2_sample, n = 2),
times = 25)
test_sents2
результаты:
Unit: milliseconds
expr min lq mean
find_ngrams(stri_split_fixed(sents2_sample, " "), n = 2) 509.4257 521.7575 562.9227
tokenize_ngrams(sents2_sample, n = 2) 288.6050 295.3262 306.6635
median uq max neval cld
529.4479 554.6749 844.6353 25 b
306.4858 310.6952 332.5479 25 a
проверять просто времени
timing <- system.time({find_ngrams(stri_split_fixed(sents1, ' '), n = 2)})
timing
user system elapsed
90.499 0.506 91.309
timing_tokenizers <- system.time({tokenize_ngrams(sents1, n = 2)})
timing_tokenizers
user system elapsed
6.940 0.022 6.964
timing <- system.time({find_ngrams(stri_split_fixed(sents2, ' '), n = 2)})
timing
user system elapsed
138.957 3.131 142.581
timing_tokenizers <- system.time({tokenize_ngrams(sents2, n = 2)})
timing_tokenizers
user system elapsed
65.22 1.57 66.91
многое будет зависеть от токенизации текстов, но это, похоже, указывает на ускорение 2x в 20 раз.