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Java日期时间API系列39-----中文语句中的时间语义识别(time NLP 输入一句话,能识别出话里的时间)原理分析

2021-06-11 00:00 141 查看 https://www.cnblogs.com/xkzhan

  

  NLP (Natural Language Processing) 是人工智能(AI)的一个子领域。自然语言是人类智慧的结晶,自然语言处理是人工智能中最为困难的问题之一(来自百度百科)。

其中中文更是不好处理。下面将分析中文语句中的时间的识别:time NLP 输入一句话,能识别出话里的时间。下面2种简单的实现方法。

 

1.单词的识别

这种比较简单,比如,今天,明天,下周,下月,明年,昨天,上周,上月,去年等。原理:匹配到明天就根据今天的时间天数加1。   
/**
* 常用时间枚举
*
* @author xkzhangsan
*/
public enum CommonTimeEnum {

TODAY("today", "今天"),

TOMORROW("tomorrow", "明天"),
NEXTWEEK("nextWeek", "下周"),
NEXTMONTH("nextMonth", "下月"),
NEXTYEAR("nextYear", "明年"),

YESTERDAY("yesterday", "昨天"),
LASTWEEK("lastWeek", "上周"),
LASTMONTH("lastMonth", "上月"),
LASTYEAR("lastYear", "去年"),
;

private String code;

private String name;

public String getCode() {
return code;
}

public String getName() {
return name;
}

CommonTimeEnum(String code, String name) {
this.code = code;
this.name = name;
}

public static Map<String, String> convertToMap(){
Map<String, String> commonTimeMap = new HashMap<String, String>();
for (CommonTimeEnum commonTimeEnum : CommonTimeEnum.values()) {
commonTimeMap.put(commonTimeEnum.getCode(), commonTimeEnum.getCode());
commonTimeMap.put(commonTimeEnum.getName(), commonTimeEnum.getCode());
}
return commonTimeMap;
}

public static CommonTimeEnum getCommonTimeEnumByCode(String code){
for (CommonTimeEnum commonTimeEnum : CommonTimeEnum.values()) {
if(commonTimeEnum.getCode().equals(code)){
return commonTimeEnum;
}
}
return null;
}
}

/**
* 解析自然语言时间,今天,明天,下周,下月,明年,昨天,上周,上月,去年等。
* @param text 自然语言时间,待解析字符串
* @param  naturalLanguageMap 自定义自然语言时间map,其中key自定义,value需为 com.xkzhangsan.time.enums.CommonTimeEnum中的code;
*                            可以为空,默认使用com.xkzhangsan.time.enums.CommonTimeEnum解析。
* @return Date
*/
public static Date parseNaturalLanguageToDate(String text, Map<String, String> naturalLangu
56c
ageMap){
if(StringUtil.isEmpty(text)){
return null;
}
text = text.trim();

boolean isCommonTimeMap = false;
if(CollectionUtil.isEmpty(naturalLanguageMap)){
naturalLanguageMap = CommonTimeEnum.convertToMap();
isCommonTimeMap = true;
}
if(! naturalLanguageMap.containsKey(text) || StringUtil.isEmpty(naturalLanguageMap.get(text))){
return null;
}

String targetMethod = null;
if(isCommonTimeMap){
targetMethod = naturalLanguageMap.get(text);
}else{
String code = naturalLanguageMap.get(text);
Map<String, String> commonTimeMap = CommonTimeEnum.convertToMap();
if(commonTimeMap.containsKey(code)){
targetMethod = commonTimeMap.get(code);
}
}
if(targetMethod == null){
return null;
}

//执行结果

ad8
CommonTimeEnum targetCommonTime = CommonTimeEnum.getCommonTimeEnumByCode(targetMethod);
if(targetCommonTime == null){
return null;
}

switch (targetCommonTime){
case TODAY :
return DateTimeCalculatorUtil.today();
case TOMORROW:
return DateTimeCalculatorUtil.tomorrow();
case NEXTWEEK:
return DateTimeCalculatorUtil.nextWeek();
case NEXTMONTH:
return DateTimeCalculatorUtil.nextMonth();
case NEXTYEAR:
return DateTimeCalculatorUtil.nextYear();
case YESTERDAY:
return DateTimeCalculatorUtil.yesterday();
case LASTWEEK:
return DateTimeCalculatorUtil.lastWeek();
case LASTMONTH:
return DateTimeCalculatorUtil.lastMonth();

2aba
case LASTYEAR:
return DateTimeCalculatorUtil.lastYear();
default:
return null;
}
}

/**
* 明天
* @return Date
*/
public static Date tomorrow(){
return plusDays(today(), 1);
}

/**
* 今天
* @return Date
*/
public static Date today(){
return new Date();
}

 

 

2.中文语句中的时间的识别

这个是真实语境下的时间识别,比如 Hi,all.下周一下午三点开会,如果今天是2021-06-10 那么 返回结果为:2021-06-14 15:00:00 。

 

2.1 原理和图解

原理和第一种类似,也是识别时间词语,根据基准时间推断结果,但更强大一些。

基本分为三步:

(1)加载正则文件

(2)解析中文语句中的所有时间词语

(3)根据基准时间,循环解析(2)中的时间词语

代码比较多这里就不贴了,详细可以看github上的项目代码,下面是简单流程图: 

                                                              

2.2 相关源码及说明

2.2.1 Time-NLP

github: https://github.com/shinyke/Time-NLP

author:shinyke

由复旦NLP中的时间分析功能修改而来,做了很多细节和功能的优化。

  1. 泛指时间的支持,如:早上、晚上、中午、傍晚等。
  2. 时间未来倾向。 如:在周五输入“周一早上开会”,则识别到下周一早上的时间;在下午17点输入:“9点送牛奶给隔壁的汉子”则识别到第二天上午9点。
  3. 多个时间的识别,及多个时间之间上下文关系处理。如:"下月1号下午3点至5点到图书馆还书",识别到开始时间为下月1号下午三点。同时,结束时间也继承上文时间,识别到下月1号下午5点。
  4. 可自定义基准时间:指定基准时间为“2016-05-20-09-00-00-00”,则一切分析以此时间为基准。
  5. 修复了各种各样的BUG。

简而言之,这是一个输入一句话,能识别出话里的时间的工具。

 

2.2.2 xk-time TimeNLPUtil

https://github.com/xkzhangsan/xk-time TimeNLPUtil

在Time-NLP基础上做了很多优化:

(1)封装属性,重命名使符合驼峰命名标准。
(2)将加载正则资源文件改为单例加载。
(3)将类按照功能重新划分为单独的多个类。
(4)使用Java8日期API重写。
(5)增加注释说明,优化代码。
(6)修复原项目中的issue:标准时间yyyy-MM-dd、yyyy-MM-dd HH:mm:ss和yyyy-MM-dd HH:mm解析问题。
(7)修复原项目中的issue:1小时后,1个半小时后,1小时50分钟等解析问题;并且支持到秒,比如50秒后,10分钟30秒后等。
(8)修复原项目中的issue:修复当前时间是上午10点,那么下午三点 会识别为明天下午三点问题。
(9)修复原项目中的issue:修复小数解析异常问题。
(10)性能优化,将使用到的正则预编译后放到缓存中,下次直接使用,提高性能。

 

 3 实现方法的局限性

第一种只能识别单词;

第二种也只能识别正则文件中的词语,比第一种识别能力更强,但如果有新的或不常用的时间词语无法处理,比如星期一的同义词礼拜一等,如果要不断支持新的词语,需要不断的修改,不如机器学习好;

对于常用的时间词语识别,第二种已经达到很高的识别率。

 

 

4.开发这个功能的原因

第一种实现,因为有网友需要识别中文时间词语,我写了第一种的实现;

第二种实现,另一个网友有需要识别语句中的中文时间词语,他向往推荐了Time-NLP这个项目,说这个项目很好,不维护了,有一些小问题,希望我能参考实现,我研究了原项目代码,在我的项目中重写,优化,并修复了一些问题。

感谢shinyke,这个项目很好,学习到很多正则解析的知识。

 

 源码地址: https://github.com/xkzhangsan/xk-time

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