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HanLP: Han Language Processing

English | 文档 | 1.x版 | 论坛 | docker | ▶️在线运行

面向生产环境的多语种自然语言处理工具包,基于PyTorch和TensorFlow 2.x双引擎,目标是普及落地最前沿的NLP技术。HanLP具备功能完善、性能高效、架构清晰、语料时新、可自定义的特点。

借助世界上最大的多语种语料库,HanLP2.1支持包括简繁中英日俄法德在内的104种语言上的10种联合任务:分词(粗分、细分2个标准,强制、合并、校正3种词典模式)、词性标注(PKU、863、CTB、UD四套词性规范)、命名实体识别(PKU、MSRA、OntoNotes三套规范)、依存句法分析(SD、UD规范)、成分句法分析语义依存分析(SemEval16、DM、PAS、PSD四套规范)、语义角色标注词干提取词法语法特征提取抽象意义表示(AMR)。

量体裁衣,HanLP提供RESTfulnative两种API,分别面向轻量级和海量级两种场景。无论何种API何种语言,HanLP接口在语义上保持一致,在代码上坚持开源。

轻量级RESTful API

仅数KB,适合敏捷开发、移动APP等场景。服务器算力有限,匿名用户配额较少,建议申请公益API秘钥auth

Python

pip install hanlp_restful

创建客户端,填入服务器地址和秘钥:

from hanlp_restful import HanLPClient
HanLP = HanLPClient('https://www.hanlp.com/api', auth=None, language='zh') # auth不填则匿名,zh中文,mul多语种

golang

安装 go get -u github.com/hankcs/gohanlp@main

HanLP := hanlp.HanLPClient(hanlp.WithAuth(""),hanlp.WithLanguage("zh")) // auth不填则匿名,zh中文,mul多语种
HanLP.Parse("2021年HanLPv2.1为生产环境带来次世代最先进的多语种NLP技术。阿婆主来到北京立方庭参观自然语义科技公司。")

Java

pom.xml中添加依赖:

<dependency>
  <groupId>com.hankcs.hanlp.restful</groupId>
  <artifactId>hanlp-restful</artifactId>
  <version>0.0.4</version>
</dependency>

创建客户端,填入服务器地址和秘钥:

HanLPClient HanLP = new HanLPClient("https://www.hanlp.com/api", null, "zh"); // auth不填则匿名,zh中文,mul多语种

快速上手

无论何种开发语言,调用parse接口,传入一篇文章,得到HanLP精准的分析结果。

HanLP.parse("2021年HanLPv2.1为生产环境带来次世代最先进的多语种NLP技术。阿婆主来到北京立方庭参观自然语义科技公司。")

海量级native API

依赖PyTorch、TensorFlow等深度学习技术,适合专业NLP工程师、研究者以及本地海量数据场景。要求Python 3.6以上,支持Windows,推荐*nix。可以在CPU上运行,推荐GPU/TPU。

pip install hanlp

快速上手

import hanlp
HanLP = hanlp.load(hanlp.pretrained.mtl.CLOSE_TOK_POS_NER_SRL_DEP_SDP_CON_ELECTRA_SMALL_ZH) # 世界最大中文语料库
HanLP(['2021年HanLPv2.1为生产环境带来次世代最先进的多语种NLP技术。', '阿婆主来到北京立方庭参观自然语义科技公司。'])

Native API的输入单位为句子,需使用多语种分句模型基于规则的分句函数先行分句。特别地,Python HanLPClient也支持当作函数调用,在语义上完全一致。简洁的接口也支持灵活的参数,常用的技巧有:

  • 灵活的tasks任务调度,任务越少,速度越快。如HanLP('商品和服务', tasks='tok')指定仅执行分词;大多数任务依赖分词,tasks='dep'会执行分词和依存句法分析;而tasks=['pos', 'dep'], skip_tasks='tok*'表示跳过分词仅执行词性标注和依存句法分析,此时需传入单词列表;skip_tasks='tok/fine'表示使用粗分标准分词并执行后续任务。在内存有限的场景下,用户还可以删除不需要的任务达到模型瘦身的效果。
  • 高效的trie树自定义词典,以及强制、合并、校正3种规则,请参考demo文档。规则系统的效果将无缝应用到后续统计模型,从而快速适应新领域。

输出格式

无论何种API何种开发语言何种自然语言,HanLP的输出统一为json格式的Document:

{
  "tok/fine": [
    ["2021年", "HanLPv2.1", "", "生产", "环境", "带来", "", "世代", "", "先进", "", "", "语种", "NLP", "技术", ""],
    ["阿婆主", "来到", "北京", "立方庭", "参观", "自然", "语义", "科技", "公司", ""]
  ],
  "tok/coarse": [
    ["2021年", "HanLPv2.1", "", "生产", "环境", "带来", "次世代", "", "先进", "", "多语种", "NLP", "技术", ""],
    ["阿婆主", "来到", "北京立方庭", "参观", "自然语义科技公司", ""]
  ],
  "pos/ctb": [
    ["NT", "NR", "P", "NN", "NN", "VV", "JJ", "NN", "AD", "JJ", "DEG", "CD", "NN", "NR", "NN", "PU"],
    ["NN", "VV", "NR", "NR", "VV", "NN", "NN", "NN", "NN", "PU"]
  ],
  "pos/pku": [
    ["t", "nx", "p", "vn", "n", "v", "b", "n", "d", "a", "u", "a", "n", "nx", "n", "w"],
    ["n", "v", "ns", "ns", "v", "n", "n", "n", "n", "w"]
  ],
  "pos/863": [
    ["nt", "w", "p", "v", "n", "v", "a", "nt", "d", "a", "u", "a", "n", "ws", "n", "w"],
    ["n", "v", "ns", "n", "v", "n", "n", "n", "n", "w"]
  ],
  "ner/pku": [
    [],
    [["北京立方庭", "ns", 2, 4], ["自然语义科技公司", "nt", 5, 9]]
  ],
  "ner/msra": [
    [["2021年", "DATE", 0, 1], ["HanLPv2.1", "ORGANIZATION", 1, 2]],
    [["北京", "LOCATION", 2, 3], ["立方庭", "LOCATION", 3, 4], ["自然语义科技公司", "ORGANIZATION", 5, 9]]
  ],
  "ner/ontonotes": [
    [["2021年", "DATE", 0, 1], ["HanLPv2.1", "ORG", 1, 2]],
    [["北京立方庭", "FAC", 2, 4], ["自然语义科技公司", "ORG", 5, 9]]
  ],
  "srl": [
    [[["2021年", "ARGM-TMP", 0, 1], ["HanLPv2.1", "ARG0", 1, 2], ["为生产环境", "ARG2", 2, 5], ["带来", "PRED", 5, 6], ["次世代最先进的多语种NLP技术", "ARG1", 6, 15]], [["", "ARGM-ADV", 8, 9], ["先进", "PRED", 9, 10], ["技术", "ARG0", 14, 15]]],
    [[["阿婆主", "ARG0", 0, 1], ["来到", "PRED", 1, 2], ["北京立方庭", "ARG1", 2, 4]], [["阿婆主", "ARG0", 0, 1], ["参观", "PRED", 4, 5], ["自然语义科技公司", "ARG1", 5, 9]]]
  ],
  "dep": [
    [[6, "tmod"], [6, "nsubj"], [6, "prep"], [5, "nn"], [3, "pobj"], [0, "root"], [8, "amod"], [15, "nn"], [10, "advmod"], [15, "rcmod"], [10, "assm"], [13, "nummod"], [15, "nn"], [15, "nn"], [6, "dobj"], [6, "punct"]],
    [[2, "nsubj"], [0, "root"], [4, "nn"], [2, "dobj"], [2, "conj"], [9, "nn"], [9, "nn"], [9, "nn"], [5, "dobj"], [2, "punct"]]
  ],
  "sdp": [
    [[[6, "Time"]], [[6, "Exp"]], [[5, "mPrep"]], [[5, "Desc"]], [[6, "Datv"]], [[13, "dDesc"]], [[0, "Root"], [8, "Desc"], [13, "Desc"]], [[15, "Time"]], [[10, "mDegr"]], [[15, "Desc"]], [[10, "mAux"]], [[8, "Quan"], [13, "Quan"]], [[15, "Desc"]], [[15, "Nmod"]], [[6, "Pat"]], [[6, "mPunc"]]],
    [[[2, "Agt"], [5, "Agt"]], [[0, "Root"]], [[4, "Loc"]], [[2, "Lfin"]], [[2, "ePurp"]], [[8, "Nmod"]], [[9, "Nmod"]], [[9, "Nmod"]], [[5, "Datv"]], [[5, "mPunc"]]]
  ],
  "con": [
    ["TOP", [["IP", [["NP", [["NT", ["2021年"]]]], ["NP", [["NR", ["HanLPv2.1"]]]], ["VP", [["PP", [["P", [""]], ["NP", [["NN", ["生产"]], ["NN", ["环境"]]]]]], ["VP", [["VV", ["带来"]], ["NP", [["ADJP", [["NP", [["ADJP", [["JJ", [""]]]], ["NP", [["NN", ["世代"]]]]]], ["ADVP", [["AD", [""]]]], ["VP", [["JJ", ["先进"]]]]]], ["DEG", [""]], ["NP", [["QP", [["CD", [""]]]], ["NP", [["NN", ["语种"]]]]]], ["NP", [["NR", ["NLP"]], ["NN", ["技术"]]]]]]]]]], ["PU", [""]]]]]],
    ["TOP", [["IP", [["NP", [["NN", ["阿婆主"]]]], ["VP", [["VP", [["VV", ["来到"]], ["NP", [["NR", ["北京"]], ["NR", ["立方庭"]]]]]], ["VP", [["VV", ["参观"]], ["NP", [["NN", ["自然"]], ["NN", ["语义"]], ["NN", ["科技"]], ["NN", ["公司"]]]]]]]], ["PU", [""]]]]]]
  ]
}

特别地,Python RESTful和native API支持基于等宽字体的可视化,能够直接将语言学结构在控制台内可视化出来:

HanLP(['2021年HanLPv2.1为生产环境带来次世代最先进的多语种NLP技术。', '阿婆主来到北京立方庭参观自然语义科技公司。']).pretty_print()

Dep Tree    	Token    	Relati	PoS	Tok      	NER Type        	Tok      	SRL PA1     	Tok      	SRL PA2     	Tok      	PoS    3       4       5       6       7       8       9 
────────────	─────────	──────	───	─────────	────────────────	─────────	────────────	─────────	────────────	─────────	─────────────────────────────────────────────────────────
 ┌─────────►	2021    	tmod  	NT 	2021    	───►DATE        	2021    	───►ARGM-TMP	2021    	            	2021    	NT ───────────────────────────────────────────►NP ───┐   
 │┌────────►	HanLPv2.1	nsubj 	NR 	HanLPv2.1	───►ORGANIZATION	HanLPv2.1	───►ARG0    	HanLPv2.1	            	HanLPv2.1	NR ───────────────────────────────────────────►NP────┤   
 ││┌─►┌─────	        	prep  	P  	        	                	        	◄─┐         	        	            	        	P ───────────┐                                       │   
 │││  │  ┌─►	生产       	nn    	NN 	生产       	                	生产       	  ├►ARG2    	生产       	            	生产       	NN ──┐       ├────────────────────────►PP ───┐       │   
 │││  └─►└──	环境       	pobj  	NN 	环境       	                	环境       	◄─┘         	环境       	            	环境       	NN ──┴►NP ───┘                               │       │   
┌┼┴┴────────	带来       	root  	VV 	带来       	                	带来       	╟──►PRED    	带来       	            	带来       	VV ──────────────────────────────────┐       │       │   
││       ┌─►	        	amod  	JJ 	        	                	        	◄─┐         	        	            	        	JJ ───►ADJP──┐                       │       ├►VP────┤   
││  ┌───►└──	世代       	nn    	NN 	世代       	                	世代世代       	            	世代       	NN ───►NP ───┴►NP ───┐               │       │       │   
││  │    ┌─►	        	advmod	AD 	        	                	        	───►ARGM-ADV	        	AD ───────────►ADVP──┼►ADJP──┐       ├►VP ───┘       ├►IP
││  │┌──►├──	先进       	rcmod 	JJ 	先进       	                	先进先进       	╟──►PRED    	先进       	JJ ───────────►VP ───┘       │       │               │   
││  ││   └─►	        	assm  	DEG	        	                	        	  ├►ARG1    	        	            	        	DEG──────────────────────────┤       │               │   
││  ││   ┌─►	        	nummod	CD 	        	                	        	            	        	CD ───►QP ───┐               ├►NP ───┘               │   
││  ││┌─►└──	语种       	nn    	NN 	语种       	                	语种语种       	            	语种       	NN ───►NP ───┴────────►NP────┤                       │   
││  │││  ┌─►	NLP      	nn    	NR 	NLP      	                	NLPNLP      	            	NLP      	NR ──┐                       │                       │   
│└─►└┴┴──┴──	技术       	dobj  	NN 	技术       	                	技术       	◄─┘         	技术       	───►ARG0    	技术       	NN ──┴────────────────►NP ───┘                       │   
└──────────►	。        	punct 	PU 	。        	                	。        	            	。        	            	。        	PU ──────────────────────────────────────────────────┘   

Dep Tree    	Tok	Relat	Po	Tok	NER Type        	Tok	SRL PA1 	Tok	SRL PA2 	Tok	Po    3       4       5       6 
────────────	───	─────	──	───	────────────────	───	────────	───	────────	───	────────────────────────────────
         ┌─►	阿婆主	nsubj	NN	阿婆主	                	阿婆主	───►ARG0	阿婆主	───►ARG0	阿婆主	NN───────────────────►NP ───┐   
┌┬────┬──┴──	来到 	root 	VV	来到 	                	来到 	╟──►PRED	来到 	        	来到 	VV──────────┐               │   
││    │  ┌─►	北京 	nn   	NR	北京 	───►LOCATION    	北京 	◄─┐     	北京 	        	北京 	NR──┐       ├►VP ───┐       │   
││    └─►└──	立方庭	dobj 	NR	立方庭	───►LOCATION    	立方庭	◄─┴►ARG1	立方庭	        	立方庭	NR──┴►NP ───┘       │       │   
│└─►┌───────	参观 	conj 	VV	参观 	                	参观 	        	参观 	╟──►PRED	参观 	VV──────────┐       ├►VP────┤   
│   │  ┌───►	自然 	nn   	NN	自然 	◄─┐             	自然 	        	自然 	◄─┐     	自然 	NN──┐       │       │       ├►IP
│   │  │┌──►	语义 	nn   	NN	语义语义 	        	语义语义 	NN  │       ├►VP ───┘       │   
│   │  ││┌─►	科技 	nn   	NN	科技 	  ├►ORGANIZATION	科技 	        	科技 	  ├►ARG1	科技 	NN  ├►NP ───┘               │   
│   └─►└┴┴──	公司 	dobj 	NN	公司 	◄─┘             	公司 	        	公司 	◄─┘     	公司 	NN──┘                       │   
└──────────►	。  	punct	PU	。  	                	。  	        	。  	        	。  	PU──────────────────────────┘   

关于标注集含义,请参考《语言学标注规范》《格式规范》。我们购买、标注或采用了世界上量级最大、种类最多的语料库用于联合多语种多任务学习,所以HanLP的标注集也是覆盖面最广的。

训练你自己的领域模型

写深度学习模型一点都不难,难的是复现较高的准确率。下列代码展示了如何在sighan2005 PKU语料库上花6分钟训练一个超越学术界state-of-the-art的中文分词模型。

tokenizer = TransformerTaggingTokenizer()
save_dir = 'data/model/cws/sighan2005_pku_bert_base_96.70'
tokenizer.fit(
    SIGHAN2005_PKU_TRAIN_ALL,
    SIGHAN2005_PKU_TEST,  # Conventionally, no devset is used. See Tian et al. (2020).
    save_dir,
    'bert-base-chinese',
    max_seq_len=300,
    char_level=True,
    hard_constraint=True,
    sampler_builder=SortingSamplerBuilder(batch_size=32),
    epochs=3,
    adam_epsilon=1e-6,
    warmup_steps=0.1,
    weight_decay=0.01,
    word_dropout=0.1,
    seed=1609836303,
)
tokenizer.evaluate(SIGHAN2005_PKU_TEST, save_dir)

其中,由于指定了随机数种子,结果一定是96.70。不同于那些虚假宣传的学术论文或商业项目,HanLP保证所有结果可复现。如果你有任何质疑,我们将当作最高优先级的致命性bug第一时间排查问题。

请参考demo了解更多训练脚本。

性能

langcorporamodeltokposnerdepconsrlsdplemfeaamr
finecoarsectbpku863udpkumsraontonotesSemEval16DMPASPSD
mulUD2.7
OntoNotes5
small98.62----93.23--74.4279.1076.8570.63-91.1993.6785.3487.7184.51-
base99.67----96.51--80.7687.6480.5877.22-94.3896.1086.6494.3791.60-
zhopensmall97.25-96.66-----95.0084.5787.6273.4084.57------
base97.50-97.07-----96.0487.1189.8477.7887.11------
closesmall96.7095.9396.8797.5695.05-96.2295.7476.7984.4488.1375.8174.28------
base97.5296.4496.9997.5995.29-96.4895.7277.7785.2988.5776.5273.76------
  • AMR论文在投,所以暂时无法公开。

HanLP采用的数据预处理与拆分比例与流行方法未必相同,比如HanLP采用了完整版的MSRA命名实体识别语料,而非大众使用的阉割版;HanLP使用了语法覆盖更广的Stanford Dependencies标准,而非学术界沿用的Zhang and Clark (2008)标准;HanLP提出了均匀分割CTB的方法,而不采用学术界不均匀且遗漏了51个黄金文件的方法。HanLP开源了一整套语料预处理脚本与相应语料库,力图推动中文NLP的透明化。

总之,HanLP只做我们认为正确、先进的事情,而不一定是流行、权威的事情。

引用

如果你在研究中使用了HanLP,请按如下格式引用:

@software{hanlp2,
  author = {Han He},
  title = {{HanLP: Han Language Processing}},
  year = {2020},
  url = {https://github.com/hankcs/HanLP},
}

License

源代码

HanLP源代码的授权协议为 Apache License 2.0,可免费用做商业用途。请在产品说明中附加HanLP的链接和授权协议。HanLP受版权法保护,侵权必究。

自然语义(青岛)科技有限公司

HanLP从v1.7版起独立运作,由自然语义(青岛)科技有限公司作为项目主体,主导后续版本的开发,并拥有后续版本的版权。

大快搜索

HanLP v1.3~v1.65版由大快搜索主导开发,继续完全开源,大快搜索拥有相关版权。

上海林原公司

HanLP 早期得到了上海林原公司的大力支持,并拥有1.28及前序版本的版权,相关版本也曾在上海林原公司网站发布。

预训练模型

机器学习模型的授权在法律上没有定论,但本着尊重开源语料库原始授权的精神,如不特别说明,HanLP的多语种模型授权沿用CC BY-NC-SA 4.0,中文模型授权为仅供研究与教学使用。

References

https://hanlp.hankcs.com/docs/references.html

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