TextRank系列之文本自动摘要提取

梦里梦外; 2023-02-27 13:34 49阅读 0赞

### 前期回顾 ###

[TextRank系列之关键词提取算法][TextRank]

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#### 原文链接：[文本自动摘要：基于TextRank的中文新闻摘要][TextRank 1] ####

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#### 用TextRank做单领域多文本的自动摘要的过程如下： ####

*  把所有文章整合成文本数据，并把文本分割成单个句子；
 *  用WordAVG的方法，将每个句子中所有单词的词向量合并为句子的向量表示；
 *  计算句子向量间的相似性并存放在矩阵中，作为转移概率矩阵M；
 *  然后将转移概率矩阵转换为以句子为节点、相似性得分为边的图结构，用于句子TextRank计算；
 *  对句子按照TextRank值进行排序，排名最靠前的n个句子作为摘要。

好的，那下面我们就用TextRank算法，以及按照上面的流程，做一个新闻自动摘要的小案例。

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### 基于TextRank的中文新闻摘要 ###

参考了一篇用TextRank做英文新闻摘要的文章。

1、文章：[《手把手|基于TextRank算法的文本摘要（附Python代码）》][TextRank_Python]

2、[github地址][github]

**文档的原网页：**

*  [https://baijiahao.baidu.com/s?id=1626615436040775944&wfr=spider&for=pc][https_baijiahao.baidu.com_s_id_1626615436040775944_wfr_spider_for_pc]
 *  [https://baijiahao.baidu.com/s?id=1626670136476331971&wfr=spider&for=pc][https_baijiahao.baidu.com_s_id_1626670136476331971_wfr_spider_for_pc]
 *  [http://finance.sina.com.cn/roll/2019-02-28/doc-ihrfqzka9798377.shtml][http_finance.sina.com.cn_roll_2019-02-28_doc-ihrfqzka9798377.shtml]

实践的[github][github 1]

好，那就开始。

#### 1. 整合文档，划分句子 ####

首先把文档读入，放在列表中，可以看到，有些句子已经被划分出来了。

['信息量巨大！易会满首秀，直面科创板8大问题，对散户加速入场笑而不语……',
    
     '每日经济新闻',
    
     '02-2717:56',
    
     '每经编辑：郭鑫 王晓波',
    
     '图片来源：新华社记者 李鑫 摄',
    
     '易会满上任一个月，还没有在公开场合说过一句话。',
    
     '2月27日下午三点半开始，XX出席其首场新闻发布会，离发布会开始前两小时现场已经座无虚席，只等XX来到现场。此外，XX、XX等也共同出席。',
     ...]

不过通过观察，我们可以发现存在两个问题：

一是以\[。？！；\]作为句子的分隔符，那么列表中的每个字符串元素中可能有多个句子；

二是每个字符串元素可能以\[：，\]结尾，也就是说可能是一个不完整的句子。

考虑到这只是一个小案例，所以就没花太多时间，仅仅处理一下第一个问题，把句子按照\[。？！；\]进行划分，如果字符串元素是不完整的句子，那也作为一句。

import numpy as np
    import pandas as pd
    import re,os,jieba
    from itertools import chain
     
    """第一步：把文档划分成句子"""
     
    # 文档所在的文件夹
    c_root = os.getcwd()+os.sep+"cnews"+os.sep  
     
    sentences_list = []
    for file in os.listdir(c_root): 
        fp = open(c_root+file,'r',encoding="utf8")
        for line in fp.readlines():
            if line.strip():
                # 把元素按照[。！；？]进行分隔，得到句子。
                line_split = re.split(r'[。！；？]',line.strip())
                # [。！；？]这些符号也会划分出来，把它们去掉。
                line_split = [line.strip() for line in line_split if line.strip() not in ['。','！','？','；'] and len(line.strip())>1]
                sentences_list.append(line_split)
    sentences_list = list(chain.from_iterable(sentences_list))
    print("前10个句子为：\n")
    print(sentences_list[:10])

前10个句子为：

['信息量巨大',
    
     '易会满首秀，直面科创板8大问题，对散户加速入场笑而不语……',
    
     '每日经济新闻',
    
     '02-2717:56', 
     '每经编辑：郭鑫 王晓波',
    
     '图片来源：新华社记者 李鑫 摄',
    
     '易会满上任一个月，还没有在公开场合说过一句话',
    
     '2月27日下午三点半开始，中XX出席其首场新闻发布会，离发布会开始前两小时现场已经座无虚席，只等XX来到现场',
    
     '此外，XX、XX等也共同出席',
    
     '这可能是这个月国内关注的人最多的一场新闻发布会了']

#### 2. 文本预处理 ####

文本预处理包括去除停用词和非汉字字符，并进行分词。处理的过程要保证处理之后的句子的数量和处理之前的一样，因为后面我们计算了每个句子的textrank值之后，需要根据textrank值的大小，取出相应的句子作为摘要。

比如 ‘02-2717:56’ 这个句子整个被过滤了，那就令这个句子为\[\]，下面也会给它一个句子的向量表示，只是元素都为0。

"""第二步：文本预处理，去除停用词和非汉字字符,并进行分词"""
     
    #创建停用词列表
    stopwords = [line.strip() for line in open('./stopwords.txt',encoding='UTF-8').readlines()]
     
    # 对句子进行分词
    def seg_depart(sentence):
        # 去掉非汉字字符
        sentence = re.sub(r'[^\u4e00-\u9fa5]+','',sentence)
        sentence_depart = jieba.cut(sentence.strip())
        word_list = []
        for word in sentence_depart:
            if word not in stopwords:
                word_list.append(word)   
        # 如果句子整个被过滤掉了，如：'02-2717:56'被过滤，那就返回[],保持句子的数量不变
        return word_list
     
    sentence_word_list = []
    for sentence in sentences_list:   
        line_seg = seg_depart(sentence)
        sentence_word_list.append(line_seg)
    print("一共有",len(sentences_list),'个句子。\n')
    print("前10个句子分词后的结果为：\n",sentence_word_list[:10])
     
    # 保证处理后句子的数量不变，我们后面才好根据textrank值取出未处理之前的句子作为摘要。
    if len(sentences_list) == len(sentence_word_list):
        print("\n数据预处理后句子的数量不变！")

一共有 347 个句子。

前10个句子分词后的结果为：

[['信息量'], 
      ['易会', '满首秀', '直面', '科创板', '散户', '加速', '入场', '笑', '不语'], 
      ['每日', '经济', '新闻'], 
      [], 
      ['每经', '编辑', '郭鑫', '王晓波'], 
      ['图片', '来源', '李鑫', '摄'], 
      ['易会', '上任', '一个月', '公开场合', '说', '一句', '话'],...]

数据预处理后句子的数量不变！

#### 3. 加载word2vec词向量 ####

从这里下载了金融新闻word2vec词向量：[https://github.com/Embedding/Chinese-Word-Vectors][https_github.com_Embedding_Chinese-Word-Vectors]。

词向量是300维的，字和词语都有。我们把词向量加载进来，做成一个字典，共有467140个词语或字。

"""第三步：准备词向量"""
     
    word_embeddings = {
        }
    f = open('./sgns.financial.char', encoding='utf-8')
    for line in f:
        # 把第一行的内容去掉
        if '467389 300\n' not in line:
            values = line.split()
            # 第一个元素是词语
            word = values[0]
            embedding = np.asarray(values[1:], dtype='float32')
            word_embeddings[word] = embedding
    f.close()
    print("一共有"+str(len(word_embeddings))+"个词语/字。")

一共有467140个词语/字。

#### 4. 得到词语的embedding，用WordAVG作为句子的向量表示 ####

WordAVG也就是先得到句子中的所有词语的词向量，然后求词向量的平均，作为该句子的向量表示。WordAVG可以用来计算句子的相似度。

"""第四步：得到词语的embedding，用WordAVG作为句子的向量表示"""
     
    sentence_vectors = []
    for i in sentence_word_list:
        if len(i)!=0:
            # 如果句子中的词语不在字典中，那就把embedding设为300维元素为0的向量。
            # 得到句子中全部词的词向量后，求平均值，得到句子的向量表示
            v = sum([word_embeddings.get(w, np.zeros((300,))) for w in i])/(len(i))
        else:
            # 如果句子为[]，那么就向量表示为300维元素为0个向量。
            v = np.zeros((300,))
        sentence_vectors.append(v)

#### 5. 计算句子之间的余弦相似度，构成相似度矩阵 ####

"""第五步：计算句子之间的余弦相似度，构成相似度矩阵"""
    sim_mat = np.zeros([len(sentences_list), len(sentences_list)])
     
    from sklearn.metrics.pairwise import cosine_similarity
     
    for i in range(len(sentences_list)):
      for j in range(len(sentences_list)):
        if i != j:
          sim_mat[i][j] = cosine_similarity(sentence_vectors[i].reshape(1,300), sentence_vectors[j].reshape(1,300))[0,0]
    print("句子相似度矩阵的形状为：",sim_mat.shape)

句子相似度矩阵的形状为： (347, 347)

#### 6. 迭代得到句子的textrank值，排序并取出摘要 ####

以句子为节点、相似性得分为转移概率，构建图结构，然后迭代得到句子的TextRank分数。

对句子按照TextRank值进行降序排序，取出排名最靠前的10个句子作为摘要。

"""第六步：迭代得到句子的textrank值，排序并取出摘要"""
    import networkx as nx
     
    # 利用句子相似度矩阵构建图结构，句子为节点，句子相似度为转移概率
    nx_graph = nx.from_numpy_array(sim_mat)
     
    # 得到所有句子的textrank值
    scores = nx.pagerank(nx_graph)
     
    # 根据textrank值对未处理的句子进行排序
    ranked_sentences = sorted(((scores[i],s) for i,s in enumerate(sentences_list)), reverse=True)
     
    # 取出得分最高的前10个句子作为摘要
    sn = 10
    for i in range(sn):
        print("第"+str(i+1)+"条摘要：\n\n",ranked_sentences[i][1],'\n')

第1条摘要：...
    
    第2条摘要：...
    
    第3条摘要：...
    
    第4条摘要：...
    
    第5条摘要：...
    
    第6条摘要：...
    
    第7条摘要：...
    
    第8条摘要：...
    
    第9条摘要：...
    
    第10条摘要：...

声明：因文本中包含敏感信息，故省略

[TextRank]: https://blog.csdn.net/weixin_43283397/article/details/107413024
[TextRank 1]: https://blog.csdn.net/qq_36910634/article/details/97764251
[TextRank_Python]: https://mp.weixin.qq.com/s/fGaEYvo3WYKdzA3r8l6O3g
[github]: https://github.com/prateekjoshi565/textrank_text_summarization
[https_baijiahao.baidu.com_s_id_1626615436040775944_wfr_spider_for_pc]: https://baijiahao.baidu.com/s?id=1626615436040775944&wfr=spider&for=pc
[https_baijiahao.baidu.com_s_id_1626670136476331971_wfr_spider_for_pc]: https://baijiahao.baidu.com/s?id=1626670136476331971&wfr=spider&for=pc
[http_finance.sina.com.cn_roll_2019-02-28_doc-ihrfqzka9798377.shtml]: http://finance.sina.com.cn/roll/2019-02-28/doc-ihrfqzka9798377.shtml
[github 1]: https://github.com/DengYangyong/textrank_summarization
[https_github.com_Embedding_Chinese-Word-Vectors]: https://github.com/Embedding/Chinese-Word-Vectors