在上一篇文章中,我们介绍了使用 NaturalLanguage 框架来进行自然语言的拆解,可以将一段文本按照单词,句子或段落的模式进行拆解。并且,在进行拆解时,其可以自动的识别所使用的语言。
其实,NaturalLanguage 框架本身也提供了语言识别的能力,其可以分析一段文本所对应的语言,同样对于包含多种语言的文本,其可以分析出各种语言的占比。语言识别是其他高级自然语言处理任务的基础,本篇文章还将介绍 NaturalLanguage 关于文本分析的能力,其能够对文本中的人名,地名和组织名进行识别,也可以对词性进行分析,如动词,名词。甚至我们还可以分析文本的积极或消极程度来推测内容的取向,从而帮助开发者开发出更加智能的应用。
1 - 语言识别
NLLanguageRecognizer 类用来进行语言识别,其可以对输入的文本所使用的语言进行推断,使用非常简单。
首先初始化一个 NLLanguageRecognizer 实例,如下:
let recognizer = NLLanguageRecognizer()
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可以定义一些示例的字符串来测试识别能力,如:
let string1 = "世界,你好!"let string2 = "Hello World!"let string3 = "こんにちは中国"
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调用 NLLanguageRecognizer 实例的 processString 方法即可对字符串进行解析,这个方法是同步的,解析完成后,通过 dominantLanguage 属性即可获取到这段文本所使用的最接近的语言,例如上面的示例字符串中,string1 和 string2 是比较单纯的中文和英文,string3 是日语,日语中很多字是和中文一样的,因此对其进行识别可能会出现误差,我们也可以使用 languageHypotheses 方法来获取可能识别出的语言,返回的结果中会对识别出的每种语言的可信度进行标记。上面的字符串识别效果如下:
其中,zh-Hant 为汉语,en 为英语,ja 为日语。
NLLanguageRecognizer 类的使用很简单,其中封装属性和方法列举如下:
open class NLLanguageRecognizer : NSObject { // 类方法,直接对字符串进行主要语言识别 open class func dominantLanguage(for string: String) -> NLLanguage? // 对一个字符串进行识别任务 open func processString(_ string: String) // 重置状态 open func reset() // 最近一次识别任务的结果 open var dominantLanguage: NLLanguage? { get } // 设置说支持的语言,可以设置只支持某些语言的识别 open var languageConstraints: [NLLanguage] // 获取所有可能的语言,参数可以设置最多返回的结果个数,结果中value约接近1的语言可信度越高 public func languageHypotheses(withMaximum maxHypotheses: Int) -> [NLLanguage : Double]}
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NLLanguag 是描述语言的结构体,支持的语言列举如下:
extension NLLanguage { // 不确定的 public static let undetermined: NLLanguage // 阿姆哈拉语 public static let amharic: NLLanguage // 阿拉伯语 public static let arabic: NLLanguage // 亚美尼亚 public static let armenian: NLLanguage // 孟加拉语 public static let bengali: NLLanguage // 保加利亚 public static let bulgarian: NLLanguage // 缅甸语 public static let burmese: NLLanguage // 加泰罗尼亚语 public static let catalan: NLLanguage // 切罗基 public static let cherokee: NLLanguage // 克罗地亚 public static let croatian: NLLanguage // 捷克 public static let czech: NLLanguage // 丹麦语 public static let danish: NLLanguage // 荷兰 public static let dutch: NLLanguage // 英语 public static let english: NLLanguage // 芬兰语 public static let finnish: NLLanguage // 法语 public static let french: NLLanguage // 格鲁吉亚 public static let georgian: NLLanguage // 德语 public static let german: NLLanguage // 希腊语 public static let greek: NLLanguage // 古吉拉特语 public static let gujarati: NLLanguage // 希伯来语 public static let hebrew: NLLanguage // 印地语 public static let hindi: NLLanguage // 匈牙利 public static let hungarian: NLLanguage // 冰岛语 public static let icelandic: NLLanguage // 印度尼西亚语 public static let indonesian: NLLanguage // 意大利语 public static let italian: NLLanguage // 日语 public static let japanese: NLLanguage // 埃纳德语 public static let kannada: NLLanguage // 高棉语 public static let khmer: NLLanguage // 韩国语 public static let korean: NLLanguage // 老挝 public static let lao: NLLanguage // 马来语 public static let malay: NLLanguage // 马拉雅拉姆语 public static let malayalam: NLLanguage // 马拉地语 public static let marathi: NLLanguage // 蒙古语 public static let mongolian: NLLanguage // 挪威语 public static let norwegian: NLLanguage // 奥里亚语 public static let oriya: NLLanguage // 波斯语 public static let persian: NLLanguage // 波兰语 public static let polish: NLLanguage // 葡萄牙语 public static let portuguese: NLLanguage // 旁遮普语 public static let punjabi: NLLanguage // 罗马尼亚语 public static let romanian: NLLanguage // 俄语 public static let russian: NLLanguage // 简体中文 public static let simplifiedChinese: NLLanguage // 锡兰语 public static let sinhalese: NLLanguage // 斯洛伐克语 public static let slovak: NLLanguage // 西班牙语 public static let spanish: NLLanguage // 瑞典语 public static let swedish: NLLanguage // 泰米尔语 public static let tamil: NLLanguage // 泰卢固语 public static let telugu: NLLanguage // 泰语 public static let thai: NLLanguage // 藏语 public static let tibetan: NLLanguage // 繁体中文 public static let traditionalChinese: NLLanguage // 土耳其语 public static let turkish: NLLanguage // 乌克兰语 public static let ukrainian: NLLanguage // 乌尔都语 public static let urdu: NLLanguage // 越南语 public static let vietnamese: NLLanguage // 哈萨克语 public static let kazakh: NLLanguage}
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2 - 文本分析
文本分析支持对单词进行分析,也支持对句子和段落进行分析。针对不同的需求场景,可以使用不同的方案来分析。在 NaturalLanguage 框架中,使用 NLTagScheme 结构体来定义分析方案,支持的方案列举如下:
extension NLTagScheme { // 按元素类型进行标记 可以分析出单词,标点符号,空白符 public static let tokenType: NLTagScheme // 比tokenType方案更进一步,还能分析出词性,如动词,名词等 public static let lexicalClass: NLTagScheme // 名称分析方案,如分析出人名,地名,组织名 public static let nameType: NLTagScheme // nameType和lexicalClass的聚合 public static let nameTypeOrLexicalClass: NLTagScheme // 分析词干,如reading分析词干为read public static let lemma: NLTagScheme // 标记元素的语言 public static let language: NLTagScheme // 标记元素的ISO规范的脚本 public static let script: NLTagScheme // 分析内容的消极/积极 public static let sentimentScore: NLTagScheme}
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文本分析的结果会被封装为 NLTag 结构体,此结构体会包含一个字符串类型的原始值,对于 lemma,language,script,sentimentScore 分析方案,其结果会直接包装成字符串,其他的分析方案的结果则进行了定义,如下:
extension NLTag { // tokenType方案对应的结果 public static let word: NLTag // 单词 public static let punctuation: NLTag // 标点 public static let whitespace: NLTag // 空白符 public static let other: NLTag // 其他
// lexicalClass方案对应的结果 public static let noun: NLTag // 名词 public static let verb: NLTag // 动词 public static let adjective: NLTag // 形容词 public static let adverb: NLTag // 副词 public static let pronoun: NLTag // 代词 public static let determiner: NLTag // 限定词 public static let particle: NLTag // 小品词 public static let preposition: NLTag // 介词 public static let number: NLTag // 数词 public static let conjunction: NLTag // 连词 public static let interjection: NLTag // 感叹词 public static let classifier: NLTag // 分类词 public static let idiom: NLTag // 惯用语 public static let otherWord: NLTag // 其他单词 public static let sentenceTerminator: NLTag // 语句终止符 public static let openQuote: NLTag // 开引号 public static let closeQuote: NLTag // 闭引号 public static let openParenthesis: NLTag // 开括号 public static let closeParenthesis: NLTag // 闭括号 public static let wordJoiner: NLTag // 连字符 public static let dash: NLTag // 破折号 public static let otherPunctuation: NLTag // 其他标点 public static let paragraphBreak: NLTag // 段落中断 public static let otherWhitespace: NLTag // 其他空白符}
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下面,我们来对每种分析方案进行介绍。
tokenType
tokenType 方法非常简单,直接对元素类型进行简单分类,效果如下图所示:
lexicalClass
lexicalClass 方法相比 tokenType 更加高级,能够更加细致的单词进行分类,但是需要注意,lexicalClass 方案只对英文支持较好。效果如下:
nameType
此方案用来解析文本中的组织名,地名,人名。同样对英文支持较好,如下:
可以看到,其中国家的名字,人名和城市名都正确的解析了出来。
nameTypeOrLexicalClass
此方案无需做过多的解释,只是两种方法的聚合。
lemma
此方案用来分析词干,主要也是针对英文,效果如下:
language 与 script
这两个方案都是分析元素的语言相关。
sentimentScore
此方案只能用来进行句子和段落的分析,可以推测出文案内容的积极程度,结果越接近 1,标明内容的积极性越高,越接近-1 表示越消极。例如:
可以看到其对积极和消极的判定还是比较准确,通过测试,目前也只针对英文有效。
最后,我们再来介绍下用来触发文本分析的 NLTagger 类,在进行分析前,首先需要实例化此类:
let tagger = NLTagger(tagSchemes: [.lexicalClass, .tokenType, .lemma, .nameType, .script, .nameTypeOrLexicalClass, .sentimentScore, .language])
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此实例化方法中传入的参数表示要支持的分析方案。使用如下代码来触发分析:
tagger.string = stringtagger.enumerateTags(in: string.startIndex ..< string.endIndex, unit: .paragraph, scheme: .sentimentScore) { tag, range in resultLabel.text = (resultLabel.text ?? "").appending("【[\(string[range])]-[\(tag?.rawValue ?? "")]】") return true}
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NLTagger 类定义如下:
open class NLTagger : NSObject { // 初始化方法,设置支持的分析方案 public init(tagSchemes: [NLTagScheme]) open var tagSchemes: [NLTagScheme] { get } // 要进行分析的字符串 open var string: String? // 获取支持的方案(对不同的拆解方式和语言,所能支持的方案不同) open class func availableTagSchemes(for unit: NLTokenUnit, language: NLLanguage) -> [NLTagScheme] // 输入文本的主语言 open var dominantLanguage: NLLanguage? { get } // 使用自定义模型来定义方案 open func setModels(_ models: [NLModel], forTagScheme tagScheme: NLTagScheme) open func models(forTagScheme tagScheme: NLTagScheme) -> [NLModel] open func setGazetteers(_ gazetteers: [NLGazetteer], for tagScheme: NLTagScheme) open func gazetteers(for tagScheme: NLTagScheme) -> [NLGazetteer] // 如果availableTagSchemes没有支持的方案,可能是有资源为加载到设备,使用此方法尝试请求资源 open class func requestAssets(for language: NLLanguage, tagScheme: NLTagScheme, completionHandler: @escaping (NLTagger.AssetsResult, Error?) -> Void) open class func requestAssets(for language: NLLanguage, tagScheme: NLTagScheme) async throws -> NLTagger.AssetsResult // 获取元素所在字符串范围 public func tokenRange(at index: String.Index, unit: NLTokenUnit) -> Range<String.Index> public func tokenRange(for range: Range<String.Index>, unit: NLTokenUnit) -> Range<String.Index> // 对某个位置的元素进行解析 public func tag(at index: String.Index, unit: NLTokenUnit, scheme: NLTagScheme) -> (NLTag?, Range<String.Index>) // 对某个位置的元素进行解析,返回肯能的结果 public func tagHypotheses(at index: String.Index, unit: NLTokenUnit, scheme: NLTagScheme, maximumCount: Int) -> ([String : Double], Range<String.Index>) // 进行完整解析 public func enumerateTags(in range: Range<String.Index>, unit: NLTokenUnit, scheme: NLTagScheme, options: NLTagger.Options = [], using block: (NLTag?, Range<String.Index>) -> Bool) // 进行范围解析 public func tags(in range: Range<String.Index>, unit: NLTokenUnit, scheme: NLTagScheme, options: NLTagger.Options = []) -> [(NLTag?, Range<String.Index>)] // 手动设置语言 public func setLanguage(_ language: NLLanguage, range: Range<String.Index>) public func setOrthography(_ orthography: NSOrthography, range: Range<String.Index>)}
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其中 availableTagSchemes 获取到的可用方案不一定准确,有可能是资源未加载,使用 requestAssets 可以请求资源,如果最终不能支持,可以从其返回的结果判断:
public enum AssetsResult : Int, @unchecked Sendable { // 可用 case available = 0 // 不可用 case notAvailable = 1 // 异常 case error = 2}
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enumerateTags 方法中有一个 options 参数,此参数可以对分析的过程进行配置,支持的配置项如下:
public struct Options : OptionSet, @unchecked Sendable { // 忽略单词类型标记 public static var omitWords: NLTagger.Options { get } // 忽略标点类型标记 public static var omitPunctuation: NLTagger.Options { get } // 忽略空白符标记 public static var omitWhitespace: NLTagger.Options { get } // 忽略其他类型元素标记 public static var omitOther: NLTagger.Options { get } // 拼接多单词的名称 public static var joinNames: NLTagger.Options { get } // 拼接缩进 public static var joinContractions: NLTagger.Options { get }}
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