crf++分词

1.linux下安装crf工具包

先下载CRF++-0.58.tar.xz，在Linux环境下安装CRF工具包

https://github.com/taku910/crfpp

• 解压到某一个目录下面
• 打开控制台，切换到解压目录
• 依次输入命令：

./configure

sudo make

sudo make install

其间，出现问题：

发现是make和make install没用sudo命令，权限不够，导致不能创建一些目录。

2.使用

https://blog.csdn.net/wqx1414161394/article/details/79411988

1.训练和测试的数据格式

训练和测试文件必须包含多个tokens，每个token又包含多个列。token的定义可根据具体的任务，如词、词性等。每个token必须写在一行，且各列之间用空格或制表格间隔。一个token的序列可构成一个sentence，每个sentence之间用一个空行间隔。

注意: 最后一列将是被CRF用来训练的最终标签!!!

例子：He reckons the current account deficit will narrow to only #1.8 billion in September.

这个例子中”He reckons the current account deficit will narrow to only #1.8 billion in September .”代表一个训练语句，CRF++要求将这样的句子拆成每一个词一行并且是相同固定列数的数据，其中列除了原始输入，还可以包含一些其他信息，比如例子每个token包含3列，分别为字本身、字类型和词位标记，最后一列是Label信息，也就是标准答案yy。而不同的训练序列与序列之间的相隔，依靠一个空白行来区分。

通俗说法：训练文件由若干个句子组成（可以理解为若干个训练样例），不同句子之间通过换行符分隔，上图中显示出的有两个句子。每个句子可以有若干组标签，最后一组标签是标注，上图中有三列，即第一列和第二列都是已知的数据，第三列是要预测的标注，以上面例子为例是，根据第一列的词语和和第二列的词性，预测第三列的标注。 当然这里有涉及到标注的问题，比如命名实体识别就有很多不同的标注集。

https://blog.csdn.net/u010189459/article/details/38546115#

日文trainset的例子如下

毎 k   B
日 k   I
新 k   I
聞 k   I
社 k   I
特 k   B
別 k   I
顧 k   B
問 k   I
４ n   B

这里第一列是待分词的日文字，第二列暂且认为其是词性标记，第三列是字标注中的2-tag(B, I)标记，这个很重要，对于我们需要准备的训练集，主要是把这一列的标记做好，不过需要注意的是，其断句是靠空行来完成的。

注意：每一行的列数必须相同一致，否则系统将报错。

再来看测试集的格式：

よ h   I
っ h   I
て h   I
私 k   B
た h   B
ち h   I
の h   B
世 k   B
代 k   I
が h   B

同样也有3列，第一列是日文字，第二列第三列与上面是相似的，不过在测试集里第三列主要是占位作用。事实上，CRF++对于训练集和测试集文件格式的要求是比较灵活的，首先需要多列，但不能不一致，既在一个文件里有的行是两列，有的行是三列；其次第一列代表的是需要标注的“字或词”，最后一列是输出位”标记tag”，如果有额外的特征，例如词性什么的，可以加到中间列里，所以训练集或者测试集的文件最少要有两列。

2.准备特征模板

CRF++训练的时候，要求我们自己提供特征模板。


# Unigram
U00:%x[-2,0]
U01:%x[-1,0]
U02:%x[0,0]
U03:%x[1,0]
U04:%x[2,0]
U05:%x[-2,0]/%x[-1,0]/%x[0,0]
U06:%x[-1,0]/%x[0,0]/%x[1,0]
U07:%x[0,0]/%x[1,0]/%x[2,0]
U08:%x[-1,0]/%x[0,0]
U09:%x[0,0]/%x[1,0]

# Bigram
B

模板文件中的每一行是一个模板。每个模板都是由%x[row,col]来指定输入数据中的一个token。row指定到当前token的行偏移，col指定列位置。



以“U01:%x[0,1]”为例，它在该语料中生成的示例函数如下:

func1 = if (output = O and feature=“U01:NN”) return 1 else return 0
func2 = if (output = O and feature=“U01:N”) return 1 else return 0
func3 = if (output = O and feature=“U01:NNP”) return 1 else return 0
…

关于CRF++中特征模板的说明和举例，请大家参考官方文档上的“Preparing feature templates”这一节.

而以下部分的说明拿上述日文分词数据举例。在特征模板文件中，每一行(如U00:%x[-2,0]）代表一个特征，而宏“%x[行位置,列位置]”则代表了相对于当前指向的token的行偏移和列的绝对位置，以上述训练集为例，如果当前扫描到“新 k I”这一行，

毎 k   B
日 k   I
新 k   I   <== 扫描到这一行，代表当前位置
聞 k   I
社 k   I
特 k   B
別 k   I
顧 k   B
問 k   I
４ n   B

那么依据特征模板文件抽取的特征如下：

# Unigram
U00:%x[-2,0] ==> 毎
U01:%x[-1,0] ==> 日
U02:%x[0,0]  ==> 新
U03:%x[1,0]  ==> 聞
U04:%x[2,0]  ==> 社
U05:%x[-2,0]/%x[-1,0]/%x[0,0] ==> 每/日/新
U06:%x[-1,0]/%x[0,0]/%x[1,0]  ==> 日/新/聞
U07:%x[0,0]/%x[1,0]/%x[2,0]   ==> 新/聞/社
U08:%x[-1,0]/%x[0,0]          ==> 日/新
U09:%x[0,0]/%x[1,0]           ==> 新/聞

# Bigram
B

2.2模板类型

CRF++里将特征分成两种类型，一种是Unigram的，“U”起头，另外一种是Bigram的，“B”起头。对于Unigram的特征，假如一个特征模板是”U01:%x[-1,0]“, CRF++会自动的生成一组特征函数(func1 … funcN) 集合:

func1 = if (output = B and feature="U01:日") return 1 else return 0
func2 = if (output = I and feature="U01:日") return 1 else return 0
....
funcXX = if (output = B and feature="U01:問") return 1  else return 0
funcXY = if (output = I and feature="U01:問") return 1  else return 0

生成的特征函数的数目 = (L * N)，其中L是输出的类型的个数，这里是B，I这两个tag，N是通过模板扩展出来的所有单个字符串(特征）的个数，这里指的是在扫描所有训练集的过程中找到的日文字（特征）。

而Bigram特征主要是当前的token和前面一个位置token的自动组合生成的bigram特征集合。最后需要注意的是U01和U02这些标志位，与特征token组合到一起主要是区分“U01:問”和“U02:問”这类特征，虽然抽取的日文”字”特征是一样的，但是在CRF++中这是有区别的特征。

Unigram feature 和 Bigram feature有什么区别呢？

unigram/bigram很容易混淆，因为通过unigram-features也可以写出类似%x[-1,0]%x[0,0]这样的单词级别的bigram(二元特征)。而这里的unigram和bigram features指定是uni/bigrams的输出标签。

这里的一元/二元指的就是输出标签的情况，这个具体的例子我还没看到，example文件夹中四个例子，也都是只用了Unigram，没有用Bigarm，因此感觉一般Unigram feature就够了。

https://blog.csdn.net/miner_zhu/article/details/83143487

3.训练

命令行：

% crf_learn template_file train_file model_file

其中，template_file和train_file需由使用者事先准备好。crf_learn将生成训练后的模型并存放在model_file中。

一般的，crf_learn将在STDOUT上输出下面的信息。

iter: 迭代次数

terr: tags的错误率(错误的tag数/所有的tag数)

serr：sentence的错误率（错误的sentence数/所有的sentence数）

obj：当前对象的值。当这个值收敛到一个确定的值时，CRF模型将停止迭代

diff：与上一个对象值之间的相对差这个训练过程的时间、迭代次数等信息会输出到控制台上（感觉上是crf_learn程序的输出信息到标准输出流上了），如果想保存这些信息，我们可以将这些标准输出流到文件上，命令格式如下：

% crf_learn template_file train_file model_file >> train_info_file

有四个主要的参数可以调整：

-a CRF-L2 or CRF-L1

规范化算法选择。默认是CRF-L2。一般来说L2算法效果要比L1算法稍微好一点，虽然L1算法中非零特征的数值要比L2中大幅度的小。

-c float

这个参数设置CRF的hyper-parameter。c的数值越大，CRF拟合训练数据的程度越高。这个参数可以调整过度拟合和不拟合之间的平衡度。这个参数可以通过交叉验证等方法寻找较优的参数。

-f NUM

这个参数设置特征的cut-off threshold。CRF++使用训练数据中至少NUM次出现的特征。默认值为1。当使用CRF++到大规模数据时，只出现一次的特征可能会有几百万，这个选项就会在这样的情况下起到作用。

-p NUM

如果电脑有多个CPU，那么那么可以通过多线程提升训练速度。NUM是线程数量。

带两个参数的命令行例子：
% crf_learn -f  3 -c 1.5 template_file train_file model_file

4.测试（解码）

 命令行：
 % crf_test -m model_file test_files

在测试过程中，使用者不需要指定template file，因为，mode file已经有了template的信息。test_file是你想要标注序列标记的测试语料。

有两个参数-v和-n都是显示一些信息的，-v可以显示预测标签的概率值，-n可以显示不同可能序列的概率值，对于准确率，召回率，运行效率，没有影响，这里不说明了。

与crf_learn类似，输出的结果放到了标准输出流上，而这个输出结果是最重要的预测结果信息（测试文件的内容+预测标注），同样可以使用重定向，将结果保存下来，命令行如下。

% crf_test -m model_file test_files >> result_file

实验

把数据集转换为需要的格式。本次是预测词性，所以把词性放在最后一列:

image-20200531204858243.pn

测试集：

image-20200531204914482.pn

模版template:

# Unigram
U00:%x[-2,0]
U01:%x[-1,0]
U02:%x[0,0]
U03:%x[1,0]
U04:%x[2,0]
U05:%x[-2,0]/%x[-1,0]/%x[0,0]
U06:%x[-1,0]/%x[0,0]/%x[1,0]
U07:%x[0,0]/%x[1,0]/%x[2,0]
U08:%x[-1,0]/%x[0,0]
U09:%x[0,0]/%x[1,0]  

# Bigram
B

上面这个是进行分词可以用的模板

下面的是词性标注用的模板：

# Unigram
U00:%x[-2,0]
U01:%x[-1,0]
U02:%x[0,0]
U03:%x[1,0]
U04:%x[2,0]
U05:%x[-1,0]/%x[0,0]
U06:%x[0,0]/%x[1,0]

训练：

重定向 >>追加 ，>覆盖

#crf_learn template_wsg 1998_1.txt model.wsg > train_info_file&

crf_learn template trainset.txt model_pos > train_info 2>&1 &

测试：

head -n 90000 1998_1.txt >test.wsg.data2
crf_test -m model.wsg test.wsg.data2 > test.wsg.rst
cut -f 1,3-4 test.wsg.rst>1.rst
python clc_f.py 1.rst
#
crf_test -m model test.data > test.rst