[Python][自然語言]利用NLTK建立自己的情感分析模型

先前上一篇是使用NLT內置的電影評論數據集 movie_reviews，來訓練出情感分析模型，此篇文章介紹可以導入自己的訓練資料集來建立情感分析模組。

[Python][自然語言]NLTK 實現電影評論情感分析

所需套件

pip install pandas
pip install scikit-learn
pip install nltk

本機的套件版本

紀錄一下程式範例目前可成功使用的套件版本，因為有套件更新時可能語法就會跟著改變需要修正。

Python 3.10.12
scikit-learn 1.2.2
pandas 2.0.3
nltk 3.8.1

建立自己的情感分析模型，可以透過以下步驟來實現：

步驟一：準備自己的訓練資料集

首先，你需要準備帶有情感標籤的文本數據集。這些文本可以是來自於社交媒體、產品評論、新聞文章等，並且需要標記它們的情感類別，如正面、負面或中性。

例如，假設你有一個包含電影評論的 CSV 文件，每行包括評論文本和相應的情感類別（positive, negative, neutral）：

text,sentiment
"This movie was fantastic!",positive
"I didn't like this film.",negative
"The plot was boring.",negative
"This film exceeded my expectations.",positive
"This movie is okay.",neutral

利用pandas來創立CSV文件

import pandas as pd

# 創建資料
data = {
    'text': [
        "This movie was fantastic!",
        "I didn't like this film.",
        "The plot was boring.",
        "This film exceeded my expectations.",
        "This movie is okay."
    ],
    'sentiment': [
        'positive',
        'negative',
        'negative',
        'positive',
        'neutral'
    ]
}

# 將資料轉換為 DataFrame
df = pd.DataFrame(data)

# 儲存成 CSV 檔案
df.to_csv('movie_reviews.csv', index=False)

print("CSV 檔案儲存完成。")

步驟二：讀取並處理資料

使用 Python 來讀取並處理 CSV 文件，準備用於訓練和測試的資料。

train_test_split 函數來自於 Scikit-Learn 套件（sklearn.model_selection），它的作用是將資料集分割成訓練集和測試集

train_test_split 需要的資料格式是list或 numpy 陣列。

import pandas as pd
from sklearn.model_selection import train_test_split

# 讀取 CSV 文件
df = pd.read_csv('your_dataset.csv')

# 處理文本和情感標籤
documents = [(text, sentiment) for text, sentiment in zip(df['text'], df['sentiment'])]

# 分割訓練集和測試集
train_documents, test_documents = train_test_split(documents, test_size=0.2, random_state=42)

# test_size=0.2 表示將資料集的 20% 分割為測試集，剩餘的 80% 作為訓練集
# random_state=42 用於設置隨機種子，保證每次運行結果一致

步驟三：特徵提取

使用 NLTK 或其他自然語言處理工具來提取文本特徵，例如詞袋模型、TF-IDF 向量等。這些特徵將作為機器學習模型的輸入。

import nltk
from nltk.tokenize import word_tokenize
from nltk.corpus import stopwords
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer

# 初始化停用詞集
stop_words = set(stopwords.words('english'))

# 定義特徵提取函數，這裡使用 TF-IDF 向量作為特徵
def extract_features(document):
    words = word_tokenize(document.lower())  # 分詞並轉為小寫
    words = [word for word in words if word.isalpha() and word not in stop_words]  # 去除停用詞和非字母字符
    return ' '.join(words)

# 提取特徵並轉換成 TF-IDF 向量
vectorizer = TfidfVectorizer(preprocessor=extract_features)
X_train = vectorizer.fit_transform([text for text, label in train_documents])
y_train = [label for text, label in train_documents]
X_test = vectorizer.transform([text for text, label in test_documents])
y_test = [label for text, label in test_documents]

步驟四：訓練機器學習模型

選擇適合的機器學習算法（如單純貝斯分類器、支持向量機、深度學習模型等），並使用準備好的特徵和標籤進行模型訓練。

from sklearn.naive_bayes import MultinomialNB

# 初始化並訓練分類器
classifier = MultinomialNB()
classifier.fit(X_train, y_train)

# 評估模型準確率
accuracy = classifier.score(X_test, y_test)
print('Accuracy:', accuracy)

輸出

評估準確率太低，因訓練資料數據過少，哈哈，因測試用只有五行。

Accuracy: 0.0

步驟五：部署模型

最後，使用訓練好的模型進行情感分析。你可以將模型保存為文件，並在需要時進行載入使用。

import pickle

# 指定要保存模型的文件名
model_file = 'your_sentiment_classifier.pkl'

# 儲存模型
with open(model_file, 'wb') as f:
    pickle.dump(classifier, f)

# 載入模型
with open(model_file, 'rb') as f:
    loaded_classifier = pickle.load(f)

# 使用載入的模型進行情感分析
def sentiment_analysis(text):
    text_features = vectorizer.transform([extract_features(text)])
    return loaded_classifier.predict(text_features)[0]

# 測試 情感分析模型
text1 = "I love this product!"
text2 = "This movie is terrible."

print("Text 1 sentiment:", sentiment_analysis(text1))
print("Text 2 sentiment:", sentiment_analysis(text2))

輸出

因為訓練資料過少，所以模型是沒有辦別能力的。

Text 1 sentiment: positive 
Text 2 sentiment: positive

這樣，你就可以根據自己的資料集訓練出自己的情感分析模型，並在需要時使用它。