言語処理100本ノック 2015の挑戦記録です。環境はUbuntu 16.04 LTS ＋ Python 3.5.2 :: Anaconda 4.1.1 (64-bit)です。過去のノックの一覧はこちらからどうぞ。
第8章: 機械学習
本章では，Bo Pang氏とLillian Lee氏が公開しているMovie Review Dataのsentence polarity dataset v1.0を用い，文を肯定的（ポジティブ）もしくは否定的（ネガティブ）に分類するタスク（極性分析）に取り組む．
76. ラベル付け
学習データに対してロジスティック回帰モデルを適用し，正解のラベル，予測されたラベル，予測確率をタブ区切り形式で出力せよ．
出来上がったコード：
main.py
# coding: utf-8
import codecs
import snowballstemmer
import numpy as np
fname_sentiment = 'sentiment.txt'
fname_features = 'features.txt'
fname_theta = 'theta.npy'
fname_result = 'result.txt'
fencoding = 'cp1252' # Windows-1252らしい
stemmer = snowballstemmer.stemmer('english')
# ストップワードのリスト http://xpo6.com/list-of-english-stop-words/ のCSV Formatより
stop_words = (
'a,able,about,across,after,all,almost,also,am,among,an,and,any,are,'
'as,at,be,because,been,but,by,can,cannot,could,dear,did,do,does,'
'either,else,ever,every,for,from,get,got,had,has,have,he,her,hers,'
'him,his,how,however,i,if,in,into,is,it,its,just,least,let,like,'
'likely,may,me,might,most,must,my,neither,no,nor,not,of,off,often,'
'on,only,or,other,our,own,rather,said,say,says,she,should,since,so,'
'some,than,that,the,their,them,then,there,these,they,this,tis,to,too,'
'twas,us,wants,was,we,were,what,when,where,which,while,who,whom,why,'
'will,with,would,yet,you,your').lower().split(',')
def is_stopword(str):
'''文字がストップワードかどうかを返す
大小文字は同一視する
戻り値：
ストップワードならTrue、違う場合はFalse
'''
return str.lower() in stop_words
def hypothesis(data_x, theta):
'''仮説関数
data_xに対して、thetaを使ってdata_yを予測
戻り値：
予測値の行列
'''
return 1.0 / (1.0 + np.exp(-data_x.dot(theta)))
def extract_features(data, dict_features):
'''文章から素性を抽出
文章からdict_featuresに含まれる素性を抽出し、
dict_features['(素性)']の位置を1にした行列を返す。
なお、先頭要素は固定で1。素性に対応しない重み用。
戻り値：
先頭要素と、該当素性の位置+1を1にした行列
'''
data_one_x = np.zeros(len(dict_features) + 1, dtype=np.float64)
data_one_x[0] = 1 # 先頭要素は固定で1、素性に対応しない重み用。
for word in data.split(' '):
# 前後の空白文字除去
word = word.strip()
# ストップワード除去
if is_stopword(word):
continue
# ステミング
word = stemmer.stemWord(word)
# 素性のインデックス取得、行列の該当箇所を1に
try:
data_one_x[dict_features[word]] = 1
except:
pass # dict_featuresにない素性は無視
return data_one_x
def load_dict_features():
'''features.txtを読み込み、素性をインデックスに変換するための辞書を作成
インデックスの値は1ベースで、features.txtにおける行番号と一致する。
戻り値：
素性をインデックスに変換する辞書
'''
with codecs.open(fname_features, 'r', fencoding) as file_in:
return {line.strip(): i for i, line in enumerate(file_in, start=1)}
# 素性辞書の読み込み
dict_features = load_dict_features()
# 学習結果の読み込み
theta = np.load(fname_theta)
# 学習データを読み込んで予測
with codecs.open(fname_sentiment, 'r', fencoding) as file_in, \
open(fname_result, 'w') as file_out:
for line in file_in:
# 素性抽出
data_one_x = extract_features(line[3:], dict_features)
# 予測、結果出力
h = hypothesis(data_one_x, theta)
if h > 0.5:
file_out.write('{}\t{}\t{}\n'.format(line[0:2], '+1', h))
else:
file_out.write('{}\t{}\t{}\n'.format(line[0:2], '-1', 1 - h))
実行結果：
実行結果は「result.txt」に出力します。以下、その先頭部分です。
result.txtの先頭部分
-1 -1 0.84128525307739
+1 +1 0.9092062807282129
+1 +1 0.553085519355556
+1 +1 0.8535668467933613
-1 -1 0.7992886809287588
+1 +1 0.9989116240762246
-1 +1 0.6208624063497488
+1 +1 0.9845368320643015
+1 +1 0.7906871750078216
+1 +1 0.8645613519028749
-1 -1 0.916795585155668
+1 +1 0.9261196491506768
-1 -1 0.9114578616603789
+1 +1 0.7902482704258449
+1 -1 0.6600533200938651
+1 -1 0.5726383205991274
-1 -1 0.9173556809882624
-1 -1 0.9770172038339648
+1 +1 0.9239412556453133
+1 -1 0.5792255523114858
（以下略）
いくつか間違っているものもありますね...
ファイル全体はGitHubにアップしています。
学習データでの検証
今回は問題74の処理を学習データに対して行うだけです。結果の分析は次の問題で行います。
なお、問題78にも書かれているように、学習に使ったデータによる検証はNGです。教科書丸暗記で応用が効かないような学習（過学習とか呼びます）でも良い結果になってしまうためです。
77本目のノックは以上です。誤りなどありましたら、ご指摘いただけますと幸いです。
実行結果には、100本ノックで用いるコーパス・データで配布されているデータの一部が含まれます。