BosonNLP 新闻自动摘要算法简介

自动摘要（或摘要技术 Automatic Summarization ），顾名思义，是指从单篇或者多篇文章中，摘取要点来概括文章大意的技术。它在机器学习和数据挖掘中有着重要的地位。

在这篇文章中，将要详细谈一谈自动摘要算法实现，以及玻森进行的优化。（对于自动摘要概念有兴趣想深入了解的读者可以自行搜索，本文在这方面不作详细介绍。）

自动摘要可以分为笼统式和查询式。由于查询式摘要的应用场景较为特定，笼统式摘要成为现阶段主流，它也能在很大程度上满足人们对摘要的需求。因此玻森的新闻摘要是笼统式抽取摘要。

玻森采用的是最大边缘相关模型（ Maximal Marginal Relevance ）的一个变种。 MMR 是无监督学习模型，它的提出是为了提高信息检索（ Information Retrieval ）系统的表现。例如搜索引擎就是目前大家最常用的信息检索系统。大家可能经常会碰到，对于我们输入的一个关键词，搜索引擎通常会给出重复的或者内容太接近的检索的情况。为了避免这个现象，搜索引擎可以通过 MMR 来增加内容的多样性，给出多方面考虑的检索结果，以此来提高表现。

这样的思想是可以被借鉴用来做摘要的，因为它是符合摘要的基本要求的，即权衡相关性和多样性。不难理解，摘要结果与原文的相关性越高，它就接近全文中心意思。而考虑多样性则使得摘要内容更加的全面。非常的直观和简单是该模型的一个优点。

相比于其他无监督学习方法，如 TextRank （ TR ）， PageRank （ PR ）等， MMR 是考虑了信息的多样性来避免重复结果。 TR ， PR 是基于图（ Graph ）的学习方法，每个句子看成点，每两个点之间都有一条带权重（ Weighted ）的无向边。边的权重隐式定义了不同句子间的游走概率。这些方法把做摘要的问题看成随机游走来找出稳态分布（ Stable Distribution ）下的高概率（重要）的句子集，但缺点之一便是无法避免选出来的句子相互之间的相似度极高的现象。

而 MMR 方法可以较好地解决句子选择多样性的问题。具体地说，在 MMR 模型中，同时将相关性和多样性进行衡量。因此，可以方便的调节相关性和多样性的权重来满足偏向“需要相似的内容”或者偏向“需要不同方面的内容”的要求。对于相关性和多样性的具体评估，玻森是通过定义句子之间的语义相似度实现。句子相似度越高，则相关性越高而多样性越低。

自动摘要的核心便是要从原文句子中选一个句子集合，使得该集合在相关性与多样性的评测标准下，得分最高。数学表达式如下。

需要注意的是， D ， Q ， R ， S 都为句子集，其中， D 表示当前文章， Q 表示当前中心意思， R 表示当前非摘要， S 表示当前摘要。

可以看出，在给定句子相似度的情况下，上述 MMR 的求解为一个标准的最优化问题。但是，上述无监督学习的 MMR 所得摘要准确性较低，因为全文的结构信息难以被建模，如段落首句应当有更高的权重等。为了提高新闻自动摘要的表现，玻森在模型中加入了全文结构特征，将 MMR 改为有监督学习方法。从而模型便可以通过训练从“标准摘要”中学习特征以提高准确性。

玻森采用摘要公认的 Bi-gram ROUGE F1 方法来判断自动生成的摘要和“标准摘要”的接近程度。经过训练，玻森在训练数集上的表现相对于未学习的摘要结果有了明显的提升训练后的摘要系统 F1 提高了 30%。值得一提的是，在特征训练中，为了改善摘要结果的可读性，玻森加指代关系特征，使得模型表现提高了 8%。

摘要引擎的具体调用 API 可以参见文档