การจำแนกอารมณ์ของข้อความ ด้วย Machine Learning โดยใช้ Python

การจำแนกอารมณ์ของข้อความ (Text Emotions Classification) เป็นปัญหาด้านการประมวลผลภาษาธรรมชาติหรือ Natural Language Processing (NLP) และการจำแนกข้อความหรือ Text Classification โดยเราจะต้องทำการฝึกโมเดล Text Classification เพื่อแบ่งแยกอารมณ์ของข้อความ

ในการแก้ปัญหานี้ เราจะต้องกำหนดข้อมูลของข้อความและอารมณ์ของข้อความนั้นๆ ก่อน โดยเราจะใช้ชุดข้อมูลจากเว็บไซต์ Kaggle ในการแก้ปัญหานี้ คุณสามารถไปดาวน์โหลดชุดข้อมูลได้จาก ที่นี่

ในบทความนี้เราจะแสดงวิธีฝึกโมเดล Text Classification สำหรับการจำแนกอารมณ์ของข้อความ โดยใช้ Machine Learning และ Python

---

ขั้นตอนการเตรียมการ

ขั้นที่ 1: เริ่มต้นจากการ import python libraries ต้องใช้ก่อน

import pandas as pd
import numpy as np
import keras
import tensorflow
from keras.preprocessing.text import Tokenizer
from tensorflow.keras.preprocessing.sequence import pad_sequences
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder
from sklearn.model_selection import train_test_split
from keras.models import Sequential
from keras.layers import Embedding, Flatten, Dense

ขั้นที่ 2: ทำการ Upload ชุดข้อมูลที่เราได้ดาวน์โหลดมาลงใน Google Colab โดย...

1. คลิ๊กที่รูป Folder บริเวณแถบซ้าย
2. คลิ๊กที่ปุ่ม Upload บริเวณด้ายซ้ายบนหลังจากที่ Folder เปิดขึ้นมาแล้ว
3. เลือกไฟล์ที่ต้องการอัพโหลด

ขั้นที่ 3: ลองทดสอบว่าทำการ Upload ชุดข้อมูลสำเร็จหรือไม่โดยการลอง Print ชุดข้อมูล 5 ตัวแรก

data = pd.read_csv("train.txt", sep=';')
data.columns = ["Text", "Emotions"]
print(data.head())

ผลลัพธ์ที่ได้:

ขั้นที่ 4: เนื่องจากนี่เป็นปัญหาที่เกี่ยวข้องกับ Natural Language Processing (NLP) เราจึงต้องป้องกันข้อมูลส่วนบุคคล เช่น เลขบัญชี โดยใช้ Data Tokenization

texts = data["Text"].tolist()
labels = data["Emotions"].tolist()

# Tokenize the text data
tokenizer = Tokenizer()
tokenizer.fit_on_texts(texts)

ขั้นที่ 5: จัดวางลำดับข้อความใหม่เพื่อให้มีความยาวเท่ากับข้อความต้นฉบับเพื่อป้อนข้อมูลให้ Neural Network

sequences = tokenizer.texts_to_sequences(texts)
max_length = max([len(seq) for seq in sequences])
padded_sequences = pad_sequences(sequences, maxlen=max_length)

ขั้นที่ 6: ใช้ Label Encoder Method เพื่อเปลี่ยนข้อมูลตัวอักษรให้เป็นข้อมูลตัวเลข

# Encode the string labels to integers
label_encoder = LabelEncoder()
labels = label_encoder.fit_transform(labels)

ขั้นที่ 7: เราจะทำการ One-Hot Encode หรือก็คือการเปลี่ยนข้อมูลที่ถูกเก็บในลักษณะเป็น Categorical ให้เป็นเลขฐาน 2 ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนที่จำเป็นเพราะ Machine Learning Algorithms จะทำงานกับข้อมูลที่เป็นตัวเลข

# One-hot encode the labels
one_hot_labels = keras.utils.to_categorical(labels)

---

ขั้นตอนการฝึกโมเดล Text Emotions Classification

ขั้นที่ 1: ทำการแบ่งกลุ่มข้อมูลออกเป็น 2 กลุ่ม คือ...

• กลุ่มข้อมูลสำหรับการฝึก
• กลุ่มข้อมูลสำหรับการทดสอบ

# Split the data into training and testing sets
xtrain, xtest, ytrain, ytest = train_test_split(padded_sequences, 
                                                one_hot_labels, 
                                                test_size=0.2)

ขั้นที่ 2: กำหนด Neural Network Architecture ของปัญหาที่เรายกมา และใช้มันในการฝึกโมเดลการจำแนกอารมณ์

# Define the model
model = Sequential()
model.add(Embedding(input_dim=len(tokenizer.word_index) + 1, 
                    output_dim=128, input_length=max_length))
model.add(Flatten())
model.add(Dense(units=128, activation="relu"))
model.add(Dense(units=len(one_hot_labels[0]), activation="softmax"))

model.compile(optimizer="adam", loss="categorical_crossentropy", metrics=["accuracy"])
model.fit(xtrain, ytrain, epochs=10, batch_size=32, validation_data=(xtest, ytest))

ผลลัพธ์ที่ได้:

ขั้นที่ 3: ทำการทดสอบโมเดลที่ฝึกมาโดยการลองพิมพ์ประโยคที่เราต้องการ เช่น

• ตัวอย่างที่ 1

input_text = "She didn't come today because she lost her dog yestertay!"

# Preprocess the input text
input_sequence = tokenizer.texts_to_sequences([input_text])
padded_input_sequence = pad_sequences(input_sequence, maxlen=max_length)
prediction = model.predict(padded_input_sequence)
predicted_label = label_encoder.inverse_transform([np.argmax(prediction[0])])
print(predicted_label)

• ตัวอย่างที่ 2

input_text = "I fear no man, but that thing... It scared me"

# Preprocess the input text
input_sequence = tokenizer.texts_to_sequences([input_text])
padded_input_sequence = pad_sequences(input_sequence, maxlen=max_length)
prediction = model.predict(padded_input_sequence)
predicted_label = label_encoder.inverse_transform([np.argmax(prediction[0])])
print(predicted_label)

• ตัวอย่างที่ 3

input_text = "Remember last vacation? It was the best time of my life!"

# Preprocess the input text
input_sequence = tokenizer.texts_to_sequences([input_text])
padded_input_sequence = pad_sequences(input_sequence, maxlen=max_length)
prediction = model.predict(padded_input_sequence)
predicted_label = label_encoder.inverse_transform([np.argmax(prediction[0])])
print(predicted_label)

ผลลัพธ์ที่ได้ :

• ตัวอย่างที่ 1
  

• ตัวอย่างที่ 2
  

• ตัวอย่างที่ 3
  

---

สรุปผล

การจำแนกอารมณ์ของข้อความ (Text Emotions Classification) เป็นปัญหาด้านการกำหนดอารมณ์ที่ข้อความสื่อออกมาผ่านเนื้อความนั้นๆ โดยหนึ่งตัวอย่างที่ที่ใช้โมเดลตัวนี้ในชีวิตประจำวันนั้นคือ การที่เราพิมพ์ข้อความลงบนแป้นพิมพ์ของ iPhone และจะมี Emoji ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อความแสดงขึ้นมาให้กดได้ ซึ่งทำให้เพิ่มความสะดวกให้กับผู้ใช้ได้โดยแทนที่จะต้องไปค้นหา Emoji นั้นๆ เอง การที่มี Emoji ขึ้นมาให้เลยจึงช่วยประหยัดเวลาของผู้ใช้เป็นอย่างมาก

ทั้งนี้ความแม่นยำของการฝึกโมเดลในบทความนี้ยังคงมีความคลาดเคลื่อนและผิดผลาดอยู่ หากต้องการให้มีความแม่นยำมากกว่านี้ จะต้องป้อนข้อมูลให้กับ AI มากกว่านี้เช่นกัน เพื่อที่ AI ตัวนี้จะสามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบมากขึ้น

---

แหล่งอ้างอิง

• Text Emotions Classification using Python: https://thecleverprogrammer.com/2023/02/06/text-emotions-classification-using-python/
• การประมวลผลภาษาธรรมชาติ (Natural Language Processing): https://www.sas.com/th_th/insights/analytics/what-is-natural-language-processing-nlp.html
• Text Classification: What it is And Why it Matters: https://monkeylearn.com/text-classification/
• Tokenization: https://www.imperva.com/learn/data-security/tokenization/
• Neural Network Architecture: https://www.dremio.com/wiki/neural-network-architecture/
• One-Hot Encoding สร้างตัวแปร Dummies สำหรับ Classification model: https://lengyi.medium.com/one-hot-encoding-737c66e5b1bd