Classificação de documento em JavaScript

julho 4, 2016 6:00 pm Publicado por Deixe um comentário

Se você quiser trabalhar com uma grande quantidade de dados não classificados e não marcados, existem algumas técnicas de aprendizado de máquina que podem ser úteis para você. Uma tarefa comum nessa área é a classificação de textos. Neste artigo, você vai ter uma ideia básica de como isso pode ser conseguido usando o chamado Naive Bayes Classifiers e como uma classificação simples de documento pode ser implementada em JavaScript.

DEMO

A ideia geral de aprendizado de máquina supervisionado é que você treina um sistema com dados rotulados. Um algoritmo de aprendizagem de máquina é alimentado com os dados do conjunto de treino. Ao treinar o sistema, um classificador é gerado. Usando-o, o sistema de treinamento é então capaz de classificar os dados desconhecidos, não marcados, com base nas coisas que ele tenha aprendido.

machine-learning-model

Um classificador que é muito comumente utilizado na classificação de texto é o Naive Bayes Classifier. Ele baseia-se na ideia do Teorema de Bayes, que é utilizado para calcular probabilidades condicionais. A ideia básica é descobrir qual a probabilidade de um documento pertencer a uma classe com base nas palavras no texto, ao passo que as palavras individuais são tratadas como recursos independentes. A fórmula simples para o cálculo pode ser escrita assim:

formula

  • P (C | W) = Qual é a probabilidade de as palavras W pertencerem à classe C?
  • P (W | C) = Qual é a probabilidade de observar as palavras W na classe C?
  • P (C) = Qual é a probabilidade de um documento pertencer à classe C?
  • P (W) = Qual a probabilidade de as palavras W aparecerem em geral?

Uma explicação bem escrita e detalhada do Naive Bayes Classifier feita por Sebastian Raschka pode ser encontrada aqui.

Naive Bayes Classifier pode conseguir bons resultados para prever se um documento pertence a uma categoria ou outra. Possíveis casos de uso são:

  • A qual categoria (esportes, política, economia …) um artigo de jornal pertence?
  • O texto foi escrito por qual autor?
  • É ou não spam?

Neste artigo, teremos um olhar mais atento para o último exemplo e criaremos um classificador que é capaz de distinguir entre mensagens de spam e não-spam (HAM). Para começar, a primeira coisa que precisamos é de um conjunto de treinamento rotulado ‘spam’ e mensagens “Ham”. Felizmente, essa coleção de textos SMS classificados pode ser encontrada neste link.

Esse conjunto é composto por 1.002 mensagens ham e 322 de spam, e pode ser baixado como um arquivo .txt. Eu trouxe o conteúdo em formato JSON para facilitar o uso. Como mencionado anteriormente, são necessários um treinamento e um conjunto de teste. O conjunto de treino é composto por 600 elementos (300 de cada classe), e o conjunto de teste contém 44 elementos (22 de cada classe).

const train =[
  { text: 'Are you comingdown later?', label: 'ham' },
  { text: 'Me too! Have a lovely night xxx', label: 'ham' },
  { text: 'Want explicit SEX in 30 secs? Ring 02073162414 now! Costs 20p/min', label: 'spam'},
  { text: 'You have won ?1,000 cash or a ?2,000 prize! To claim, call09050000327', label: 'spam' },
  //...
];

const test = [
  { text: 'Thinking of u 😉 x', label: 'ham' },
  { text: '449050000301 You have won a £2,000 price! To claim, call 09050000301.', label: 'spam'},
  //...
];

Existem algumas bibliotecas JavaScript que podem ser utilizadas para a classificação de documentos, por exemplo:

Vamos ter um olhar mais atento ao Natural, que oferece funções para várias tarefas de processamento de linguagem e fará uso do BayesClassifier do Natural.

const natural = require('natural');
classifier = new natural.BayesClassifier();

Depois de criar o classificador, os dados que devem ser treinados podem ser adicionados usando a função addDocument (). Essa função recebe como parâmetros um texto e o rótulo correto para esse texto. Nós podemos iterar sobre o conjunto de treinamento e adicionar cada elemento ao classificador. Depois que todos os dados foram adicionados, o classificador pode ser treinado.

for (let i = 0; i < train.length; i++) {
  classifier.addDocument(train[i].text, train[i].label);
}
classifier.train();

Quando os textos são adicionados para o classificador, um pré-processamento é feito automaticamente. A string fica tokenizada, o que significa que ela é dividida em palavras simples. A partir dessas palavras, todas as chamadas palavras de parada são removidas. Palavras de parada são aquelas que aparecem frequentemente e são, portanto, não muito relevantes para o conteúdo. Alguns exemplos de palavras de parada são “a”, “um”, “e” … Além disso, as palavras são transformadas em sua forma raiz, o que é chamado de stemming. Esse pré-processamento do texto é feito pelo PorterStemmer do Natural utilizando a função tokenizeAndStem ().

const stemmer = natural.PorterStemmer;
stemmer.tokenizeAndStem('Someone has conacted our dating service and entered your phone because they fancy you!');
// returns [ 'someon', 'conact', 'date', 'servic', 'enter', 'phone', 'fanci' ]

Quando o treinamento é concluído, o classificador pode ser utilizado para prever a etiqueta de dados desconhecidos. Isso pode ser conseguido com a função classify(). O texto não marcado é transmitido como parâmetro e a etiqueta prevista é retornada.

let correctResults = 0;

for (let i = 0; i < test.length; i++){
  const result = classifier.classify(test[i].text);
  if (result === test[i].label) {
    correctResults++;
  }
}

console.log(`Correct Results: ${correctResults}/${test.length}`);
// Correct Results: 44/44

E é isso! Usando nossos conjuntos de treinamento e teste, 100% dos dados de teste podem ser classificados corretamente. Para lhe dar uma impressão do que mais pode ser feito com essa técnica simples, criamos uma ferramenta que é capaz de classificar os tweets pelo nome dos candidatos presidenciais norte-americanos Hilary Clinton, Bernie Sanders e Donald Trump, que você pode encontrar aqui.

***

Christine Wiederer faz parte do time de colunistas internacionais do iMasters. A tradução do artigo é feita pela redação iMasters, com autorização do autor, e você pode acompanhar o artigo em inglês no link: http://blog.webkid.io/document-classification-in-javascript/

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Source: IMasters

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