兩個基於神經網路的情感分析模型

2021-08-08 09:40:53 字數 2915 閱讀 6588

​情感分析,也稱傾向性分析,即對乙個主觀的文字分析判斷說話者的情感色彩或者褒貶態度。傳統的方法一般有基於情感詞典(構建情感詞典後統計文字極性詞進行判斷)和基於機器學習(使用詞袋模型對詞語向量化後利用機器學習方法訓練分類器),但結果往往差強人意。本週閱讀的兩篇**都是基於神經網路對文字進**感分析,一篇是針對句子級別的文字,另一篇是針對篇章級別的文字。下面進行簡單介紹。

​本文的主要結構是輸入乙個句子文字,經過兩層cnn轉化成乙個sentence-level的向量,然後將這個向量輸入到乙個3層的神經網路中,經過訓練得到正確的分類。

1 word-level and character-level embeddings

​文中提出一種組合的word embedings的形式,即把每個詞通過word2vec訓練得到乙個word-level的向量 rw

rd,然後把組成每個詞的字母字元也訓練得到乙個character-level的向量rw

ch,這樣有利於同時捕捉到語義資訊和詞形態資訊,(比如一些程度副詞: terribly,badly )組合得到乙個新的詞向量 un

=[rw

rd,r

wch]

​rwr

d 利用word2vec訓練得到的向量表示,rw

ch需要通過一層cnn進行訓練得到。思路如下:

​假設詞w由m個字母組成,每個字母通過乙個character embedding matrix轉化成乙個向量rc

hr,即 rc

hr=w

chrv

c ,其中vc

是one-hot向量,這裡類似於word2vec的做法。依次處理後詞w就能表示成乙個dc

hr∗m

的向量矩陣了。如下圖所示。

​然後使用乙個卷積長度為kc

hr的過濾器對上述向量進行卷積,再使用乙個最大池化層進行池化後得到乙個長度為cl

0u的向量,也即rw

ch。​注意到這裡卷積的做法和傳統卷積不太一樣,作者是把相鄰幾個向量進行拼接之後,通過乙個線性計算轉化成乙個固定維度的向量,感覺是為了統一不同長度詞的維度。訓練句子級的向量表示也是如此。

​上述過程後得到句子中每個詞的的向量表示[u

1,u2

,...

,un]

,接下來就是把這n個向量轉化成乙個句子級別的向量rs

ent ,具體做法和上述訓練rw

ch一樣。這裡不作贅述。得到向量rs

ent 後,將向量輸入乙個三層的神經網路模型中進行訓練得到結果。​ s

=w2h

(w1r

sent

+b1)

+b2

3 results

​模型在兩個資料集上進行驗證,分別是sstb和sts資料集。實驗結果表示在sstb資料集上,模型效果優於其他rnn和ml模型,但character-level並不能幫助提公升效果。在sts上取得了最好的**準確率。文章最後還舉例說明訓練得到的向量能有效識別否定詞。

valence表示興奮或平靜的程度, arousal表示與正面或者負面的程度)

​本文的主要思路是把乙個文字按照句子劃分成若干個區域,對於每個區域進行卷積池化後得到向量,再把每個區域按照時序關係輸入到lstm中,由lstm進行encode,最後通過乙個linear decoder 進行decode得到**值。

​把文字按照句子劃分成k個區域,每個區域裡包含句子的詞彙,對每個區域進行特徵提取並賦予權重,有些區域不含感**彩則權重會變得很小。每個詞彙利用word2vec訓練得到的詞向量矩陣進行轉化為乙個向量,即區域

i 可以表示為ri

=[wr

i1,w

ri2,

...,

wrii

]這樣乙個矩陣,然後再利用l個卷積過濾器對其進行卷積,卷積視窗長度為

ω ,即過濾器

l進行一次視窗卷積後將得到乙個對映值yn

,最後得到向量yl

=yl1

,yl2

,...

,yln

−ω+1

。​ yl

n=f(

wl○x

n:n+

ω−1+

bl)

​向量yl

再進行最大池化層進行池化,得到新的向量。

2 lstm encoder and linear decoder

​ 由於篇章級文字存在時序關係和長距離依賴關係,所以可以利用lstm把上述得到的區域向量當作乙個序列進行編碼,最終得到的hidden state 可以當作是文字的表示形式 xt

。因為va空間兩個維度上的值都是連續值,這裡需要乙個回歸模型進行回歸,所以使用乙個線生的解碼器進行回歸,最終得到**值。即:​ y

=wdx

t+bd

3 results

​ 模型在英文資料集sst和中文資料集cvat上進行驗證,實驗表明在兩個資料集上,模型效果都比傳統方法和不加區域化的cnn和lstm等方法都更好。

​兩篇**都使用了神經網路對不同級別的文字進**感分析。**一主要提出了乙個基於character的sub embedding,雖然提公升效果不是很明顯,但提取詞形特徵這個想法還是值得思考的。卷積層在調整向量固定長度時似乎有點矛盾,這點還需要討論。**二主要提出分兩步(cnn-lstm)對文字進行分析,前面cnn與**一相似,主要在於後面一層,採用的是把所有句子當作乙個序列輸入到lstm學習,保證了前後時序關係,我認為這點對篇章級的文字分析比較重要。

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