中文切词(又称
中文分词,Chinese Word Segmentation)指的是将一个汉字序列切分成一个一个单独的词。中文分词是文本挖掘的基础,对于输入的一段中文,成功的进行中文分词,可以达到电脑自动识别语句含义的效果。这种方法又叫做机械分词方法,它是按照一定的
策略将待分析的汉字串与一个 “充分大的”机器词典中的词条进行配,若在词典中找到某个字符串,则匹配成功(识别出一个词)。
简介
中文切词(又称中文分词,Chinese Word Segmentation)指的是将一个汉字序列切分成一个一个单独的词。中文分词是文本挖掘的基础,对于输入的一段中文,成功的进行中文分词,可以达到电脑自动识别语句含义的效果。
中文分词技术属于自然语言处理技术范畴,对于一句话,人可以通过自己的知识来明白哪些是词,哪些不是词,但如何让计算机也能理解?其处理过程就是分词算法。
现有的分词算法可分为三大类:基于
字符串匹配的分词方法、基于理解的分词方法和基于统计的分词方法。
中文分词的缘起
之所以存在中文分词技术,是由于中文在基本文法上有其特殊性,具体表现在:
1、与英文为代表的拉丁语系语言相比,英文以空格作为天然的分割符,而中文不存在
例句:“Knowledge is power“ , 可自然分割为 Knowledge/ is/ power 三个词,每个词能独立表义
而中文里:知识就是力量 , 由于缺少
分隔符,无法进行符合汉字表义的切分:知识/ 就是/ 力量
2、在中文里,“词”比“单字”的表义能力更强
现代汉语的基本表达单元为“词”,以双字或者多字居多,其单独切分后难以独自表义
例如:机械工程,基本语义单元为“机械”和“工程”,如果按单子切分为“机”、“械”、“工”、“程”,则这些单字不符合人对中文语义的理解,因此不符合需求。
分类方法
基于字符串匹配的分词方法
这种方法又叫做机械分词方法,它是按照一定的策略将待分析的汉字串与一个 “充分大的”机器词典中的词条进行配,若在词典中找到某个字符串,则匹配成功(识别出一个词)。按照扫描方向的不同,串匹配分词方法可以分为正向匹配和逆向匹配;按照不同长度优先匹配的情况,可以分为最大(最长)匹配和最小(最短)匹配;按照是否与词性标注过程相结合,又可以分为单纯分词方法和分词与标注相结合的一体化方法。常用的几种机械分词方法如下:
(1)正向最大匹配法(由左到右的方向);
(2)逆向最大匹配法(由右到左的方向);
(3)最少切分(使每一句中切出的词数最小);
(4)双向最大匹配法(进行由左到右、由右到左两次扫描)
还可以将上述各种方法相互组合,例如,可以将正向最大匹配方法和逆向最大匹配方法结合起来构成双向匹配法。由于汉语单字成词的特点,正向最小匹配和逆向最小匹配一般很少使用。一般说来,逆向匹配的切分精度略高于正向匹配,遇到的歧义现象也较少。统计结果表明,单纯使用正向最大匹配的错误率为1/169,单纯使用逆向最大匹配的错误率为1/245。但这种精度还远远不能满足实际的需要。实际使用的分词系统,都是把机械分词作为一种初分手段,还需通过利用各种其它的语言信息来进一步提高切分的准确率。
一种方法是改进扫描方式,称为特征扫描或标志切分,优先在待分析字符串中识别和切分出一些带有明显特征的词,以这些词作为断点,可将原字符串分为较小的串再来进机械分词,从而减少匹配的错误率。另一种方法是将分词和词类标注结合起来,利用丰富的词类信息对分词决策提供帮助,并且在标注过程中又反过来对分词结果进行检验、调整,从而极大地提高切分的准确率。
对于机械分词方法,可以建立一个一般的模型,在这方面有专业的学术论文,这里不做详细论述。
基于理解的分词方法
这种分词方法是通过让计算机模拟人对句子的理解,达到识别词的效果。其基本思想就是在分词的同时进行句法、
语义分析,利用句法信息和语义信息来处理歧义现象。它通常包括三个部分:分词子系统、句法语义子系统、总控部分。在总控部分的协调下,分词子系统可以获得有关词、句子等的句法和语义信息来对分词歧义进行判断,即它模拟了人对句子的理解过程。这种分词方法需要使用大量的语言知识和信息。由于汉语语言知识的笼统、复杂性,难以将各种语言信息组织成机器可直接读取的形式,因此目前基于理解的分词系统还处在试验阶段。
基于统计的分词方法
从形式上看,词是稳定的字的组合,因此在上下文中,相邻的字同时出现的次数越多,就越有可能构成一个词。因此字与字相邻共现的频率或概率能够较好的反映成词的可信度。可以对语料中相邻共现的各个字的组合的频度进行统计,计算它们的互现信息。定义两个字的互现信息,计算两个汉字X、Y的相邻共现概率。互现信息体现了汉字之间结合关系的紧密程度。当紧密程度高于某一个阈值时,便可认为此字组可能构成了一个词。这种方法只需对语料中的字组频度进行统计,不需要切分词典,因而又叫做无词典分词法或统计取词方法。但这种方法也有一定的局限性,会经常抽出一些共现频度高、但并不是词的常用字组,例如“这一”、“之一”、 “有的”、“我的”、“许多的”等,并且对常用词的识别精度差,时空开销大。实际应用的统计分词系统都要使用一部基本的分词词典(常用词词典)进行串匹配分词,同时使用统计方法识别一些新的词,即将串频统计和串匹配结合起来,既发挥匹配分词切分速度快、效率高的特点,又利用了无词典分词结合上下文识别生词、自动消除歧义的优点。
到底哪种分词算法的准确度更高,目前并无定论。对于任何一个成熟的分词系统来说,不可能单独依靠某一种算法来实现,都需要综合不同的算法。笔者了解,海量科技的分词算法就采用“复方分词法”,所谓复方,相当于用中药中的复方概念,即用不同的药材综合起来去医治疾病,同样,对于中文词的识别,需要多种算法来处理不同的问题。
分词中的难题
目前在自然语言处理技术中,中文处理技术比西文处理技术要落后很大一段距离,许多西文的处理方法中文不能直接采用,就是因为中文必需有分词这道工序。中文分词是其他中文信息处理的基础,
搜索引擎只是中文分词的一个应用。其他的比如机器翻译(MT)、
语音合成、自动分类、自动摘要、自动校对等等,都需要用到分词。因为中文需要分词,可能会影响一些研究,但同时也为一些企业带来机会,因为国外的计算机处理技术要想进入中国市场,首先也是要解决中文分词问题。在中文研究方面,相比外国人来说,中国人有十分明显的优势。
分词准确性对搜索引擎来说十分重要,但如果分词速度太慢,即使准确性再高,对于搜索引擎来说也是不可用的,因为搜索引擎需要处理数以亿计的网页,如果分词耗用的时间过长,会严重影响搜索引擎内容更新的速度。因此对于搜索引擎来说,分词的准确性和速度,二者都需要达到很高的要求。目前研究中文分词的大多是科研院校,清华、北大、哈工大、中科院、北京语言学院、东北大学、IBM研究院、
微软中国研究院等都有自己的研究队伍,而真正专业研究中文分词的商业公司除了海量科技以外,几乎没有了。科研院校研究的技术,大部分不能很快产品化,而一个专业公司的力量毕竟有限,看来中文分词技术要想更好的服务于更多的产品,还有很长一段路。
常见中文分词
SCWS
Hightman开发的一套基于词频词典的机械中文分词引擎,它能将一整段的汉字基本正确的切分成词。采用的是采集的词频词典,并辅以一定的专有名称,人名,地名,数字年代等规则识别来达到基本分词,经小范围测试大概准确率在 90% ~ 95% 之间,已能基本满足一些小型搜索引擎、关键字提取等场合运用。45Kb左右的文本切词时间是0.026秒,大概是1.5MB文本/秒,支持PHP4和 PHP 5。
ICTCLAS
这可是最早的中文开源分词项目之一,
ICTCLAS在国内 973专家组组织的评测中活动获得了第一名,在第一届国际中文处理研究机构SigHan组织的评测中都获得了多项第一名。ICTCLAS3.0分词速度单机996KB/s,分词精度98.45%,API不超过200KB,各种词典数据压缩后不到3M.ICTCLAS全部采用C/C++编写,支持 Linux、FreeBSD及Windows系列操作系统,支持C/C++、C#、Delphi、Java等主流的开发语言。
HTTPCWS
HTTPCWS 是一款基于
HTTP协议的开源中文分词系统,目前仅支持Linux系统。HTTPCWS 使用“ICTCLAS 3.0 2009共享版中文分词算法”的API进行分词处理,得出分词结果。HTTPCWS 将取代之前的
PHPCWS 中文分词扩展。
庖丁解牛分词
Java 提供lucence 接口,仅支持Java语言。
CC-CEDICT:
一个中文词典开源项目,提供一份以汉语拼音为中文辅助的汉英辞典,截至2009年2月8日,已收录82712个单词。其词典可以用于中文分词使用,而且不存在版权问题。Chrome中文版就是使用的这个词典进行中文分词的。