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Classificazione del testo di Naive Bayes

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La classificazione del testo (TC) ha lo scopo di assegnare dei documenti a diverse classi tematiche (i.e. economia, sport, scienza).

È un compito difficile perché il linguaggio naturale è ricco e complesso. Infatti, sono ambigui a causa di

  • sinonimia: due fonemi diversi, lo stesso significato (ad esempio, numero e cifra);
  • polisemia: un unico fonema, diversi significati (ad esempio, azione può essere sport o economia).

Le fasi del processo della classificazione del testo sono:

  • rappresentazione del documento;
  • pre-elaborazione del documento;
  • classificazione;
  • apprendimento del modello.

Rappresentazione del documento

Abbiamo vari tipi di rappresentazione:

  • rappresentazione bag of words: un documento viene considerato come un sacchetto di parole, indipendentemente dall’ordine delle parole e della grammatica (ma tuttavia mantenendo la molteplicità);
  • rappresentazione binaria: 0 o 1, per indicare l’assenza o la presenza di una parola nel documento. I documenti sono visti come istanze, mentre le parole sono viste come attributi;
  • rappresentazione di frequenza: numero di volte in cui una parola (o N-gram) appare in un documento. Anche in questa rappresentazione, i documenti sono visti come istanze, mentre le parole sono viste come attributi.

A differenza della classificazione dei dati, la classificazione del testo è:

  • Multi-Label, un documento può appartenere infatti a diverse categorie;
  • High Dimensional, abbiamo a che fare con migliaia di attributi.

Pre-elaborazione del documento

Quali parole dovrebbero essere selezionate come caratteristiche rappresentative? Le fasi principali della pre-elaborazione sono:

  1. N-gram extraction: l’N-gram è una sequenza di n parole consecutive (ad esempio, disturbo ossessivo compulsivo). Vengono estratti gli N-gram perché sono molto più significativi delle singole parole;
  2. stop-words removal: in questo step vengono ignorate le parole comuni come: ‘il’, ‘un’, ‘a’, ‘che’, ecc;
  3. Lemmatizzazione: è la riduzione alla forma base di una parola (Lemma).
  4. Features Selection (FS): vengono selezionati gli attributi con il più alto potere discriminante, quelli che appaiono solo nei documenti di una particolare classe (bassa entropia). È benefica in quanto riduce il rumore e riducendo la dimension incrementa l’efficienza.

Modello di induzione

Si usano sia classificatori tradizionali come Naive Bayes oppure classificatori specifici per il testo

Conclusione

Riassumendo, abbiamo le seguenti fasi:

  1. pre-elaborazione: ogni documento è rappresentato nei termini delle sue parole più rappresentative. L'insieme di tutte le parole rimanenti dopo la pre-elaborazione è chiamato vocabolario;
  2. apprendimento: per ogni classe $c$ stimare le probabilità a priori:
    • $p(c)$ è una frazione di documenti con etichetta di classe $c$;
    • $p(w|c)$, per ogni parola $w$ che ricorre nei documenti di $c$ (usa m-stima).
  3. classificazione: restituisce $c_{NB} = argmax_{c \in C}p(w_1|c_j)...p(w_n|c)$