pkuseg-python：一个领域细分的中文分词工具包

pkuseg-python简单易用，支持细分领域分词，有效提升了分词准确度。

目录

• 主要亮点
• 编译和安装
• 各类分词工具包的性能对比
• 使用方式
• 相关论文
• 作者
• 常见问题及解答

主要亮点

pkuseg具有如下几个特点：

1. 多领域分词。不同于以往的通用中文分词工具，此工具包同时致力于为不同领域的数据提供个性化的预训练模型。根据待分词文本的领域特点，用户可以自由地选择不同的模型。 我们目前支持了新闻领域，网络文本领域和混合领域的分词预训练模型，同时也拟在近期推出更多的细领域预训练模型，比如医药、旅游、专利、小说等等。
2. 更高的分词准确率。相比于其他的分词工具包，当使用相同的训练数据和测试数据，pkuseg可以取得更高的分词准确率。
3. 支持用户自训练模型。支持用户使用全新的标注数据进行训练。

编译和安装

目前仅支持python3，python2支持正在加紧施工。

1. 通过PyPI安装(自带模型文件)：

   pip3 install pkuseg
   之后通过import pkuseg来引用
   

   建议更新到最新版本以获得更好的开箱体验(新版默认提供CTB8的预训练模型、默认关闭词典)：

   pip3 install -U pkuseg
   

2. 如果PyPI官方源下载速度不理想，建议使用镜像源，比如：
   初次安装：

   pip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pkuseg
   

   更新：

   pip3 install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple -U pkuseg
   

3. 从GitHub下载(需要下载模型文件，见预训练模型)

   将pkuseg文件放到目录下，通过import pkuseg使用
   模型需要下载或自己训练。
   

各类分词工具包的性能对比

我们选择jieba、THULAC等国内代表分词工具包与pkuseg做性能比较。

考虑到jieba分词和THULAC工具包等并没有提供细领域的预训练模型，为了便于比较，我们重新使用它们提供的训练接口在细领域的数据集上进行训练，用训练得到的模型进行中文分词。

我们选择Linux作为测试环境，在新闻数据(MSRA)、混合型文本(CTB8)、网络文本(WEIBO)数据上对不同工具包进行了准确率测试。我们使用了第二届国际汉语分词评测比赛提供的分词评价脚本。其中MSRA与WEIBO使用标准训练集测试集划分，CTB8采用随机划分。对于不同的分词工具包，训练测试数据的划分都是一致的；即所有的分词工具包都在相同的训练集上训练，在相同的测试集上测试。对于需要训练的模型，如THULAC和pkuseg，在所有数据集上，我们使用默认的训练超参数。

为了方便用户的使用和比较，我们预训练好的其它工具包的模型可以在预训练模型节下载。

细领域训练及测试结果

以下是在不同数据集上的对比结果：

MSRA	Precision	Recall	F-score
jieba	87.01	89.88	88.42
THULAC	95.60	95.91	95.71
pkuseg	96.94	96.81	96.88

CTB8	Precision	Recall	F-score
jieba	88.63	85.71	87.14
THULAC	93.90	95.30	94.56
pkuseg	95.99	95.39	95.69

WEIBO	Precision	Recall	F-score
jieba	87.79	87.54	87.66
THULAC	93.40	92.40	92.87
pkuseg	93.78	94.65	94.21

跨领域测试结果

我们选用了混合领域的CTB8语料的训练集进行训练，同时在其它领域进行测试，以模拟模型在“黑盒数据”上的分词效果。选择CTB8语料的原因是，CTB8属于混合语料，理想情况下的效果会更好；而且在测试中我们发现在CTB8上训练的模型，所有工具包跨领域测试都可以获得更高的平均效果。以下是跨领域测试的结果：

CTB8 Training	MSRA	CTB8	PKU	WEIBO	All Average	OOD Average
jieba	82.75	87.14	87.12	85.68	85.67	85.18
THULAC	83.50	94.56	89.13	91.00	89.55	87.88
pkuseg	83.67	95.69	89.67	91.19	90.06	88.18

其中，All Average显示的是在所有测试集(包括CTB8测试集)上F-score的平均，OOD Average (Out-of-domain Average)显示的是在除CTB8外其它测试集结果的平均。

默认模型在不同领域的测试效果

考虑到很多用户在尝试分词工具的时候，大多数时候会使用工具包自带模型测试。为了直接对比“初始”性能，我们也比较了各个工具包的默认模型在不同领域的测试效果(感谢 @yangbisheng2009 的建议)。请注意，这样的比较只是为了说明默认情况下的效果，这样的比较不是公平的。

Default	Training Corpus	MSRA	CTB8	PKU	WEIBO	All Average	OOD Average
jieba	?	81.45	79.58	81.83	83.56	81.61	?
THULAC	人民日报(PKU?)	85.55	87.84	92.29	86.65	88.08	86.68?
pkuseg	CTB8	83.67	95.69	89.67	91.19	90.06	88.18

其中，All Average显示的是在所有测试集上F-score的平均，OOD Average是去除对应训练语料的测试集后的平均结果。THULAC的介绍中显示默认模型的训练语料为人民日报，同时提供词性标注功能，我们推测其使用的是PKU数据集，如果理解有误，欢迎指正。我们暂时没有发现jieba的默认基于词频模型的语料来源。

使用方式

代码示例

以下代码示例适用于python交互式环境。

代码示例1：使用默认模型及默认词典分词

import pkuseg

seg = pkuseg.pkuseg()                                  # 以默认配置加载模型
text = seg.cut('我爱北京天安门')                        # 进行分词
print(text)

代码示例2：设置用户自定义词典

import pkuseg

lexicon = ['北京大学', '北京天安门']                     # 希望分词时用户词典中的词固定不分开
seg = pkuseg.pkuseg(user_dict=lexicon)                  # 加载模型，给定用户词典
text = seg.cut('我爱北京天安门')                         # 进行分词
print(text)

代码示例3：使用其它模型

import pkuseg

seg = pkuseg.pkuseg(model_name='./ctb8')                # 假设用户已经下载好了ctb8的模型
                                                        # 并放在了'./ctb8'目录下，通过设置model_name加载该模型
text = seg.cut('我爱北京天安门')                         # 进行分词
print(text)

代码示例4：对文件分词

import pkuseg

pkuseg.test('input.txt', 'output.txt', nthread=20)     # 对input.txt的文件分词输出到output.txt中，
                                                       # 使用默认模型和词典，开20个进程

代码示例5：训练新模型

import pkuseg

# 训练文件为'msr_training.utf8'
# 测试文件为'msr_test_gold.utf8'
# 模型存到'./models'目录下，开20个进程训练模型
pkuseg.train('msr_training.utf8', 'msr_test_gold.utf8', './models', nthread=20)	

多进程

当将以上代码示例置于文件中运行时，如涉及多进程功能，请务必使用if __name__ == '__main__'保护全局语句，如：
mp.py文件

import pkuseg

if __name__ == '__main__':
    pkuseg.test('input.txt', 'output.txt', nthread=20)
    pkuseg.train('msr_training.utf8', 'msr_test_gold.utf8', './models', nthread=20)	

运行

python3 mp.py

详见无法使用多进程分词和训练功能，提示RuntimeError和BrokenPipeError。

参数说明

模型配置

pkuseg.pkuseg(model_name='ctb8', user_dict=[])
	model_name		模型路径。默认是'ctb8'表示我们预训练好的模型(仅对pip下载的用户)。
	                        用户可以填自己下载或训练的模型所在的路径如model_name='./models'。
	user_dict		设置用户词典。默认不使用词典。填'safe_lexicon'表示我们提供的一个中文词典(仅pip)。
	                        用户可以传入一个包含若干自定义单词的迭代器。

对文件进行分词

pkuseg.test(readFile, outputFile, model_name='ctb8', user_dict=[], nthread=10)
	readFile		输入文件路径
	outputFile		输出文件路径
	model_name		同pkuseg.pkuseg
	user_dict		同pkuseg.pkuseg
	nthread			测试时开的进程数

模型训练

pkuseg.train(trainFile, testFile, savedir, nthread=10)
	trainFile		训练文件路径
	testFile		测试文件路径
	savedir			训练模型的保存路径
	nthread			训练时开的进程数

预训练模型

分词模式下，用户需要加载预训练好的模型。我们提供了三种在不同类型数据上训练得到的模型，根据具体需要，用户可以选择不同的预训练模型。以下是对预训练模型的说明：

• MSRA: 在MSRA（新闻语料）上训练的模型。下载地址

• CTB8: 在CTB8（新闻文本及网络文本的混合型语料）上训练的模型。随pip包附带的是此模型。下载地址

• WEIBO: 在微博（网络文本语料）上训练的模型。下载地址

其中，MSRA数据由第二届国际汉语分词评测比赛提供，CTB8数据由LDC提供，WEIBO数据由NLPCC分词比赛提供。

我们预训练好其它分词软件的模型可以在如下地址下载：

• jieba: 在MSRA、CTB8、WEIBO、PKU语料上的预训练模型，下载地址，提取码：rnh7
• THULAC: 在MSRA、CTB8、WEIBO、PKU语料上的预训练模型，下载地址，提取码：iv82

其中jieba的默认模型为统计模型，主要基于训练数据上的词频信息，我们在不同训练集上重新统计了词频信息。对于THULAC，我们使用其提供的接口进行训练(C++版本)，得到了在不同领域的预训练模型。

欢迎更多用户可以分享自己训练好的细分领域模型。

开源协议

1. 本代码采用MIT许可证。
2. 欢迎对该工具包提出任何宝贵意见和建议，请发邮件至[email protected]。

相关论文

本工具包基于以下文献：

• Xu Sun, Houfeng Wang, Wenjie Li. Fast Online Training with Frequency-Adaptive Learning Rates for Chinese Word Segmentation and New Word Detection. ACL. 253–262. 2012

@inproceedings{DBLP:conf/acl/SunWL12,
author = {Xu Sun and Houfeng Wang and Wenjie Li},
title = {Fast Online Training with Frequency-Adaptive Learning Rates for Chinese Word Segmentation and New Word Detection},
booktitle = {The 50th Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics, Proceedings of the Conference, July 8-14, 2012, Jeju Island, Korea- Volume 1: Long Papers},
pages = {253--262},
year = {2012}}

• Jingjing Xu, Xu Sun. Dependency-based Gated Recursive Neural Network for Chinese Word Segmentation. ACL 2016: 567-572

@inproceedings{DBLP:conf/acl/XuS16,
author = {Jingjing Xu and Xu Sun},
title = {Dependency-based Gated Recursive Neural Network for Chinese Word Segmentation},
booktitle = {Proceedings of the 54th Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics, {ACL} 2016, August 7-12, 2016, Berlin, Germany, Volume 2: Short Papers},
year = {2016}}

常见问题及解答

1. 为什么要发布pkuseg？
2. pkuseg使用了哪些技术？
3. 无法使用多进程分词和训练功能，提示RuntimeError和BrokenPipeError。
4. 是如何跟其它工具包在细领域数据上进行比较的？
5. 在黑盒测试集上进行比较的话，效果如何？
6. 如果我不了解待分词语料的所属领域呢？
7. 如何看待在一些特定样例上的分词结果？
8. 如何看待网络上的文稿？

作者

Ruixuan Luo （罗睿轩）, Jingjing Xu（许晶晶）, Xu Sun （孙栩）