前言
在美团商家数据中心(MDC),有超过100w的已校准审核的POI数据(我们一般将商家标示为POI,POI基础信息包括:门店名称、品类、电话、地址、坐标等)。如何使用这些已校准的POI数据,挖掘出有价值的信息,本文进行了一些尝试:利用机器学习方法,自动标注缺失品类的POI数据。例如,门店名称为“好再来牛肉拉面馆”的POI将自动标注“小吃”品类。
机器学习解决问题的一般过程:
本文将按照:1)特征表示;2)特征选择;3)基于Naive Bayes分类模型;4)分类预测,四个部分顺序展开。
特征表示
我们需要先将实际问题转换成计算机可识别的形式。对于POI而言,反应出POI品类的一个重要特征是POI门店名称,那么问题转换成了根据POI门店名称判别POI品类。POI名称字段属于文本特征,传统的文本表示方法是基于向量空间模型(VSM模型)[1]:
空间向量模型需要一个“字典”,这个字典可以在样本中产生,也可以从外部导入。上图中的字典就是[好, 宾馆, 海底, 拉面, 冰雪, ……. ,馆]。我们对已校准的POI,先利用Lucene的中文分词工具SmartCn[2]对POI名称做预分词处理,提取特征词,作为原始粗糙字典集合。
有了字典后便可以量化地表示出某个文本。先定义一个与字典长度相同的向量,向量中的每个位置对应字典中的相应位置的单词。然后遍历这个文本,对应文本中的出现某个单词,在向量中的对应位置,填入“某个值”(即特征词的权重,包括BOOL权重,词频权重,TFIDF权重)。考虑到一般的POI名称都属于短文本,本文采用BOOL权重。
在产生粗糙字典集合时,我们还统计了校准POI中,每个品类(type_id),以及特征词(term)在品类(type_id)出现的次数(文档频率)。分别写入到表category_frequency和term_category_frequency,表的部分结果如下:
category_frequency表:
term_category_frequency表:
分别记:
A(i,j) = 特征词term(i) 在品类为type_id(j)出现的次数count
T(j) = 品类为type_id(j)在样本集出现的次数
N = 已校准POI数据集的数量
这些统计量,将在后续的计算中发挥它们的作用。
特征选择
现在,我们得到了一个“预输入字典”:包括了所有已校准POI名称字段的特征词,这些特征词比如:“88”、“11”, “3”、“auyi”、“中心”、“中国”、“酒店”、“自助餐”、“拉面”等。直观感觉,“88”、“11”, “3”、“auyi”、“中国”这些词对判断品类并没有多大帮助,但“酒店”、“自助餐”、“拉面”对判断一个POI的品类却可能起到非常重要作用。
那么问题来了,如何挑选出有利于模型预测的特征呢?这就涉及到了特征选择。特征选择方法可以分成基于领域知识的规则方法和基于统计学习方法。本文使用统计机器学习方法,辅助规则方法的特征选择算法,挑选有利于判断POI品类的特征词。
基于统计学习的特征选择算法
基于统计学习的特征选择算法,大体可以分成两种:
1.基于相关性度量(信息论相关)