10 καλύτερες βιβλιοθήκες Python για επεξεργασία φυσικής γλώσσας

Η Python θεωρείται ευρέως η καλύτερη γλώσσα προγραμματισμού και είναι κρίσιμης σημασίας για εργασίες τεχνητής νοημοσύνης (AI) και μηχανικής μάθησης. Η Python είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική γλώσσα προγραμματισμού σε σύγκριση με άλλες κύριες γλώσσες και είναι μια εξαιρετική επιλογή για αρχάριους χάρη στις εντολές και τη σύνταξη που μοιάζουν με τα αγγλικά. Μια άλλη από τις καλύτερες πτυχές της γλώσσας προγραμματισμού Python είναι ότι αποτελείται από έναν τεράστιο αριθμό βιβλιοθηκών ανοιχτού κώδικα, που την καθιστούν χρήσιμη για ένα ευρύ φάσμα εργασιών. 

Python και NLP

Η επεξεργασία φυσικής γλώσσας, ή NLP, είναι ένα πεδίο της τεχνητής νοημοσύνης που στοχεύει στην κατανόηση της σημασιολογίας και των υποδηλώσεων των φυσικών ανθρώπινων γλωσσών. Το διεπιστημονικό πεδίο συνδυάζει τεχνικές από τους τομείς της γλωσσολογίας και της επιστήμης των υπολογιστών, οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία τεχνολογιών όπως τα chatbot και οι ψηφιακοί βοηθοί. 

Υπάρχουν πολλές πτυχές που κάνουν την Python μια εξαιρετική γλώσσα προγραμματισμού για έργα NLP, συμπεριλαμβανομένης της απλής σύνταξης και της διαφανούς σημασιολογίας της. Οι προγραμματιστές μπορούν επίσης να έχουν πρόσβαση σε εξαιρετικά κανάλια υποστήριξης για ενσωμάτωση με άλλες γλώσσες και εργαλεία. 

Ίσως η καλύτερη πτυχή της Python για NLP είναι ότι παρέχει στους προγραμματιστές ένα ευρύ φάσμα εργαλείων και βιβλιοθηκών NLP που τους επιτρέπουν να χειρίζονται έναν αριθμό εργασιών, όπως μοντελοποίηση θεμάτων, ταξινόμηση εγγράφων, ετικέτες μέρους του λόγου (POS), διανύσματα λέξεων, ανάλυση συναισθημάτων και πολλά άλλα. 

Ας ρίξουμε μια ματιά στις 10 καλύτερες βιβλιοθήκες Python για επεξεργασία φυσικής γλώσσας: 

1. Εργαλειοθήκη φυσικής γλώσσας (NLTK) 

Στην κορυφή της λίστας μας βρίσκεται το Natural Language Toolkit (NLTK), το οποίο θεωρείται ευρέως η καλύτερη βιβλιοθήκη Python για NLP. Η NLTK είναι μια βασική βιβλιοθήκη που υποστηρίζει εργασίες όπως ταξινόμηση, τοποθέτηση ετικετών, ρίζα, ανάλυση και σημασιολογική συλλογιστική. Συχνά επιλέγεται από αρχάριους που θέλουν να εμπλακούν στους τομείς του NLP και της μηχανικής μάθησης. 

Το NLTK είναι μια εξαιρετικά ευέλικτη βιβλιοθήκη και σας βοηθά να δημιουργήσετε πολύπλοκες λειτουργίες NLP. Σας παρέχει ένα μεγάλο σύνολο αλγορίθμων για να επιλέξετε για οποιοδήποτε συγκεκριμένο πρόβλημα. Το NLTK υποστηρίζει διάφορες γλώσσες, καθώς και επώνυμες οντότητες για πολλές γλώσσες. 

Επειδή το NLTK είναι μια βιβλιοθήκη επεξεργασίας συμβολοσειρών, παίρνει συμβολοσειρές ως είσοδο και επιστρέφει συμβολοσειρές ή λίστες συμβολοσειρών ως έξοδο. 

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης NLTK για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Η πιο γνωστή βιβλιοθήκη NLP
  • Επεκτάσεις τρίτων
• Μειονεκτήματα: 
  • Καμπύλη εκμάθησης
  • Αργή κατά περιόδους
  • Χωρίς μοντέλα νευρωνικών δικτύων
  • Διαχωρίζει μόνο κείμενο κατά προτάσεις

2. Spay

Το SpaCy είναι μια βιβλιοθήκη NLP ανοιχτού κώδικα που έχει σχεδιαστεί ρητά για χρήση παραγωγής. Το SpaCy επιτρέπει στους προγραμματιστές να δημιουργούν εφαρμογές που μπορούν να επεξεργαστούν και να κατανοήσουν τεράστιους όγκους κειμένου. Η βιβλιοθήκη Python χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή συστημάτων κατανόησης φυσικής γλώσσας και συστημάτων εξαγωγής πληροφοριών. 

Ένα από τα άλλα σημαντικά πλεονεκτήματα του spaCy είναι ότι υποστηρίζει το tokenization για περισσότερες από 49 γλώσσες χάρη στη φόρτωσή του με προεκπαιδευμένα στατιστικά μοντέλα και διανύσματα λέξεων. Μερικές από τις κορυφαίες περιπτώσεις χρήσης για το spaCy περιλαμβάνουν την αυτόματη συμπλήρωση αναζήτησης, την αυτόματη διόρθωση, την ανάλυση διαδικτυακών κριτικών, την εξαγωγή βασικών θεμάτων και πολλά άλλα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης του spaCy για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Γρήγορα
  • Εύχρηστος
  • Ιδανικό για αρχάριους προγραμματιστές
  • Βασίζεται σε νευρωνικά δίκτυα για μοντέλα εκπαίδευσης
• Μειονεκτήματα: 
  • Όχι τόσο ευέλικτη όσο άλλες βιβλιοθήκες όπως η NLTK

3. Τζένσιμ

Μια άλλη κορυφαία βιβλιοθήκη Python για NLP είναι η Gensim. Αρχικά αναπτύχθηκε για μοντελοποίηση θεμάτων, η βιβλιοθήκη χρησιμοποιείται τώρα για μια ποικιλία εργασιών NLP, όπως η ευρετηρίαση εγγράφων. Το Gensim βασίζεται σε αλγόριθμους για να επεξεργάζεται είσοδο μεγαλύτερη από τη μνήμη RAM. 

Με τις διαισθητικές διεπαφές του, το Gensim επιτυγχάνει αποτελεσματικές πολυπύρηνες υλοποιήσεις αλγορίθμων όπως η Λανθάνουσα Σημασιολογική Ανάλυση (LSA) και η Λανθάνουσα κατανομή Dirichlet (LDA). Μερικές από τις άλλες κορυφαίες περιπτώσεις χρήσης της βιβλιοθήκης περιλαμβάνουν την εύρεση ομοιότητας κειμένου και τη μετατροπή λέξεων και εγγράφων σε διανύσματα. 

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης του Gensim για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Διαισθητική διεπαφή
  • Επεκτάσιμα
  • Αποτελεσματική εφαρμογή δημοφιλών αλγορίθμων όπως LSA και LDA
• Μειονεκτήματα: 
  • Σχεδιασμένο για μοντελοποίηση κειμένου χωρίς επίβλεψη
  • Συχνά χρειάζεται να χρησιμοποιηθεί με άλλες βιβλιοθήκες όπως το NLTK

5. CoreNLP 

Το Stanford CoreNLP είναι μια βιβλιοθήκη που αποτελείται από μια ποικιλία εργαλείων τεχνολογίας ανθρώπινης γλώσσας που βοηθούν στην εφαρμογή εργαλείων γλωσσικής ανάλυσης σε ένα κομμάτι κειμένου. Το CoreNLP σάς δίνει τη δυνατότητα να εξαγάγετε ένα ευρύ φάσμα ιδιοτήτων κειμένου, όπως αναγνώριση επώνυμης οντότητας, επισήμανση μέρους του λόγου και πολλά άλλα με λίγες μόνο γραμμές κώδικα. 

Μία από τις μοναδικές πτυχές του CoreNLP είναι ότι ενσωματώνει εργαλεία Stanford NLP, όπως τον αναλυτή, την ανάλυση συναισθήματος, την ετικέτα μέρους του λόγου (POS) και τον αναγνωριστικό οντότητας με όνομα (NER). Υποστηρίζει συνολικά πέντε γλώσσες: Αγγλικά, Αραβικά, Κινέζικα, Γερμανικά, Γαλλικά και Ισπανικά. 

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης CoreNLP για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Εύχρηστος
  • Συνδυάζει διάφορες προσεγγίσεις 
  • Άδεια ανοιχτού κώδικα
• Μειονεκτήματα: 
  • Ξεπερασμένη διεπαφή
  • Όχι τόσο ισχυρή όσο άλλες βιβλιοθήκες όπως η spaCy

5. πρότυπο

Το Pattern είναι μια εξαιρετική επιλογή για όποιον αναζητά μια βιβλιοθήκη Python all-in-one για NLP. Είναι μια βιβλιοθήκη πολλαπλών χρήσεων που μπορεί να χειριστεί NLP, εξόρυξη δεδομένων, ανάλυση δικτύου, μηχανική μάθηση και οπτικοποίηση. Περιλαμβάνει ενότητες για εξόρυξη δεδομένων από μηχανικούς αναζήτησης, Wikipedia και κοινωνικά δίκτυα. 

Το Pattern θεωρείται μία από τις πιο χρήσιμες βιβλιοθήκες για εργασίες NLP, παρέχοντας δυνατότητες όπως η εύρεση υπερθετικών και συγκριτικών, καθώς και η ανίχνευση γεγονότων και απόψεων. Αυτές οι δυνατότητες το βοηθούν να ξεχωρίζει μεταξύ άλλων κορυφαίων βιβλιοθηκών. 

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης του Μοτίβου για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Υπηρεσίες web εξόρυξης δεδομένων
  • Ανάλυση και οπτικοποίηση δικτύου
• Μειονεκτήματα: 
  • Δεν έχει βελτιστοποίηση για ορισμένες εργασίες NLP

6. TextBlob

Μια εξαιρετική επιλογή για προγραμματιστές που θέλουν να ξεκινήσουν με το NLP στην Python, το TextBlob παρέχει μια καλή προετοιμασία για το NLTK. Διαθέτει μια εύχρηστη διεπαφή που επιτρέπει στους αρχάριους να μαθαίνουν γρήγορα βασικές εφαρμογές NLP, όπως η ανάλυση συναισθημάτων και η εξαγωγή ουσιαστικών φράσεων. 

Μια άλλη κορυφαία εφαρμογή για το TextBlob είναι οι μεταφράσεις, κάτι που είναι εντυπωσιακό δεδομένης της περίπλοκης φύσης του. Με αυτό, το TextBlob κληρονομεί τη χαμηλή απόδοση από το NLTK και δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται για παραγωγή μεγάλης κλίμακας. 

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης του TextBlob για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Εξαιρετικό για αρχάριους
  • Παρέχει τη βάση για το NLTK
  • Εύκολο στη χρήση interface
• Μειονεκτήματα: 
  • Χαμηλή απόδοση που κληρονομήθηκε από το NLTK
  • Δεν είναι καλό για χρήση σε μεγάλη κλίμακα

7. PyNLPI 

Το PyNLPI, το οποίο προφέρεται ως «ανανάς», είναι μια ακόμη βιβλιοθήκη Python για το NLP. Περιέχει διάφορες προσαρμοσμένες ενότητες Python για εργασίες NLP και ένα από τα κορυφαία χαρακτηριστικά του είναι μια εκτεταμένη βιβλιοθήκη για εργασία με FoLiA XML (Format for Linguistic Annotation). 

Κάθε μία από τις διαχωρισμένες ενότητες και πακέτα είναι χρήσιμη για τυπικές και προηγμένες εργασίες NLP. Μερικές από αυτές τις εργασίες περιλαμβάνουν εξαγωγή n-γραμμαρίων, λίστες συχνοτήτων και δημιουργία ενός απλού ή πολύπλοκου μοντέλου γλώσσας.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης PyNLPI για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Εξαγωγή n-γραμμαρίων και άλλες βασικές εργασίες
  • Αρθρωτή δομή
• Μειονεκτήματα: 
  • Περιορισμένη τεκμηρίωση 

8. scikit-μάθετε

Αρχικά μια επέκταση τρίτου μέρους στη βιβλιοθήκη SciPy, το scikit-learn είναι τώρα μια αυτόνομη βιβλιοθήκη Python στο Github. Χρησιμοποιείται από μεγάλες εταιρείες όπως το Spotify και υπάρχουν πολλά οφέλη από τη χρήση του. Πρώτον, είναι πολύ χρήσιμο για κλασικούς αλγόριθμους μηχανικής εκμάθησης, όπως για την ανίχνευση ανεπιθύμητων μηνυμάτων, την αναγνώριση εικόνας, τη δημιουργία προβλέψεων και την τμηματοποίηση πελατών. 

Με αυτό, το scikit-learn μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για εργασίες NLP όπως η ταξινόμηση κειμένου, η οποία είναι μία από τις πιο σημαντικές εργασίες στην εποπτευόμενη μηχανική μάθηση. Μια άλλη περίπτωση κορυφαίας χρήσης είναι η ανάλυση συναισθήματος, η οποία μπορεί να βοηθήσει στην ανάλυση απόψεων ή συναισθημάτων μέσω δεδομένων μέσω του scikit-learn.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης PyNLPI για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Ευέλικτο με γκάμα μοντέλων και αλγορίθμων
  • Χτισμένο σε SciPy και NumPy
  • Αποδεδειγμένο αρχείο πραγματικών εφαρμογών
• Μειονεκτήματα: 
  • Περιορισμένη υποστήριξη για βαθιά μάθηση

9. Πολύγλωσσος

Κοντά στο τέλος της λίστας μας βρίσκεται το Polyglot, το οποίο είναι μια βιβλιοθήκη python ανοιχτού κώδικα που χρησιμοποιείται για την εκτέλεση διαφορετικών λειτουργιών NLP. Βασισμένο στο Numpy, είναι μια απίστευτα γρήγορη βιβλιοθήκη που προσφέρει μια μεγάλη ποικιλία αποκλειστικών εντολών. 

Ένας από τους λόγους που το Polyglot είναι τόσο χρήσιμο για το NLP είναι ότι υποστηρίζει εκτενείς πολύγλωσσες εφαρμογές. Η τεκμηρίωσή του δείχνει ότι υποστηρίζει tokenization για 165 γλώσσες, ανίχνευση γλώσσας για 196 γλώσσες και προσθήκη ετικετών μέρους του λόγου για 16 γλώσσες. 

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης Polyglot για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Πολύγλωσσο με σχεδόν 200 ανθρώπινες γλώσσες σε ορισμένες εργασίες
  • Χτισμένο πάνω στο NumPy
• Μειονεκτήματα: 
  • Μικρότερη κοινότητα σε σύγκριση με άλλες βιβλιοθήκες όπως η NLTK και η spaCy

10. PyTorch

Κλείνοντας τη λίστα με τις 10 καλύτερες βιβλιοθήκες Python για NLP είναι η PyTorch, μια βιβλιοθήκη ανοιχτού κώδικα που δημιουργήθηκε από την ερευνητική ομάδα AI του Facebook το 2016. Το όνομα της βιβλιοθήκης προέρχεται από το Torch, το οποίο είναι ένα πλαίσιο βαθιάς μάθησης γραμμένο στη γλώσσα προγραμματισμού Lua . 

Το PyTorch σάς δίνει τη δυνατότητα να εκτελείτε πολλές εργασίες και είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για εφαρμογές βαθιάς μάθησης όπως το NLP και η όραση υπολογιστή. 

Μερικές από τις καλύτερες πτυχές του PyTorch περιλαμβάνουν την υψηλή ταχύτητα εκτέλεσής του, την οποία μπορεί να επιτύχει ακόμα και όταν χειρίζεται βαριά γραφήματα. Είναι επίσης μια ευέλικτη βιβλιοθήκη, ικανή να λειτουργεί σε απλοποιημένους επεξεργαστές ή CPU και GPU. Το PyTorch διαθέτει ισχυρά API που σας επιτρέπουν να επεκτείνετε τη βιβλιοθήκη, καθώς και μια εργαλειοθήκη φυσικής γλώσσας. 

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της χρήσης του Pytorch για NLP: 

• Πλεονεκτήματα:
  • Στιβαρό πλαίσιο
  • Cloud πλατφόρμα και οικοσύστημα
• Μειονεκτήματα: 
  • Γενική εργαλειοθήκη μηχανικής εκμάθησης
  • Απαιτεί σε βάθος γνώση των βασικών αλγορίθμων NLP