Python 词云可视化
最近看到不少公众号都有一些词云图,于是想学习一下使用Python生成可视化的词云,上B站搜索教程的时候,发现了一位UP讲的很不错,UP也给出了GitHub上的源码,是一个很不错的教程,这篇博客主要就是搬运UP主的教程吧,做一些笔记,留着以后看。
B站视频链接:https://www.bilibili.com/video/av53917673/?p=1
Github源码:https://github.com/TommyZihao/zihaowordcloud
本课概要
词云是文本大数据可视化的重要方式,可以将大段文本中的关键语句和词汇高亮展示。
从四行代码开始,一步步教你做出高大上的词云图片,可视化生动直观展示出枯燥文字背后的核心概念。进一步实现修改字体、字号、背景颜色、词云形状、勾勒边框、颜色渐变、分类填色、情感分析等高级玩法。
学完本课之后,你可以将四大名著、古典诗词、时事新闻、法律法规、政府报告、小说诗歌等大段文本做成高大上的可视化词云,还可以将你的微信好友个性签名导出,看看你微信好友的“画风”是怎样的。
从远古山洞壁画到微信表情包,人类千百年来始终都是懒惰的视觉动物。连篇累牍的大段文本会让人感到枯燥乏味。在这个“颜值即正义”的时代,大数据更需要“颜值”才能展现数据挖掘的魅力。
对于编程小白,学会此技可以玩转文本,入门中文分词、情感分析。对于编程高手,通过本课可以进一步熟悉Python的开源社区、计算生态、面向对象,自定义自己专属风格的词云。
词云的应用场景
- 会议记录
- 海报制作
- PPT制作
- 生日表白
- 数据挖掘
- 情感分析
- 用户画像
- 微信聊天记录分析
- 微博情感分析
- Bilibili弹幕情感分析
- 年终总结
安装本课程所需的Python第三方模块
一行命令安装(推荐,适用于99.999%的情况)
打开命令行,输入下面这行命令,回车执行即可。
pip install numpy matplotlib pillow wordcloud imageio jieba snownlp itchat -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
如果安装过程中报错(0.001%会发生)
如果报错:
Microsoft Visual C++ 14.0 is required.
解决方法:
到 http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#wordcloud 页面下载所需的wordcloud模块的.whl文件,再用pip安装下载的文件。
比如,对于64位windows操作系统,python版本为3.6的电脑,就应该下载
wordcloud-1.4.1-cp36-cp36m-win_amd64.whl
这个文件下载后打开命令行,使用cd命令切换到该文件的路径,执行
pip install wordcloud-1.4.1-cp36-cp36m-win_amd64.whl
命令,即可安装成功。
四行Python代码上手词云制作
1号词云:《葛底斯堡演说》黑色背景词云(4行代码上手)
import wordcloud w = wordcloud.WordCloud() w.generate('and that government of the people, by the people, for the people, shall not perish from the earth.') w.to_file('output1.png')
运行完成之后,在代码所在的文件夹,就会出现output.png
图片文件。可以看出,wordcloud自动将and that by the not from
等废话词组过滤掉,并且把出现次数最多的people
大号显示。
子豪兄带你逐行读代码
# 1号词云:葛底斯堡演说黑色背景词云 # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入词云制作第三方库wordcloud import wordcloud
# 创建词云对象,赋值给w,现在w就表示了一个词云对象 w = wordcloud.WordCloud() # 调用词云对象的generate方法,将文本传入 w.generate('and that government of the people, by the people, for the people, shall not perish from the earth.') # 将生成的词云保存为output1.png图片文件,保存出到当前文件夹中 w.to_file('output1.png')
wordcloud
库为每一个词云生成一个WordCloud对象(注意,此处的W和C是大写)
也就是说,wordcloud.WordCloud()
代表一个词云对象,我们将它赋值给w
。
现在,这个w
就是词云对象啦!我们可以调用这个对象。
我们可以在WordCloud()
括号里填入各种参数,控制词云的字体、字号、字的颜色、背景颜色等等。
wordcloud库会非常智能地按空格进行分词及词频统计,出现次数多的词就大。
美化词云
2号词云:面朝大海,春暖花开(配置词云参数)
增加宽、高、字体、背景颜色等参数
# 2号词云:面朝大海,春暖花开 # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 import wordcloud # 构建词云对象w,设置词云图片宽、高、字体、背景颜色等参数 w = wordcloud.WordCloud(width=1000,height=700,background_color='white',font_path='msyh.ttc') # 调用词云对象的generate方法,将文本传入 w.generate('从明天起,做一个幸福的人。喂马、劈柴,周游世界。从明天起,关心粮食和蔬菜。我有一所房子,面朝大海,春暖花开') # 将生成的词云保存为output2-poem.png图片文件,保存到当前文件夹中 w.to_file('output2-poem.png')
如果参数过多,第二行写成长长的一行不好看,可以写成多行,让代码更工整
# 2号词云:面朝大海,春暖花开 # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 import wordcloud # 构建词云对象w,设置词云图片宽、高、字体、背景颜色等参数 w = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc') w.generate('从明天起,做一个幸福的人。喂马、劈柴,周游世界。从明天起,关心粮食和蔬菜。我有一所房子,面朝大海,春暖花开') w.to_file('output2-poem.png')
常用参数
-
width 词云图片宽度,默认400像素
-
height 词云图片高度 默认200像素
-
background_color 词云图片的背景颜色,默认为黑色
background_color='white'
-
font_step 字号增大的步进间隔 默认1号
font_path 指定字体路径 默认None,对于中文可用
font_path='msyh.ttc'
-
mini_font_size 最小字号 默认4号
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max_font_size 最大字号 根据高度自动调节
-
max_words 最大词数 默认200
-
stop_words 不显示的单词
stop_words={"python","java"}
-
Scale 默认值1。值越大,图像密度越大越清晰
-
prefer_horizontal:默认值0.90,浮点数类型。表示在水平如果不合适,就旋转为垂直方向,水平放置的词数占0.9?
-
relative_scaling:默认值0.5,浮点型。设定按词频倒序排列,上一个词相对下一位词的大小倍数。有如下取值:“0”表示大小标准只参考频率排名,“1”如果词频是2倍,大小也是2倍
-
mask 指定词云形状图片,默认为矩形
通过以下代码读入外部词云形状图片(需要先
pip install imageio
安装imageio)
import imageio mk = imageio.imread("picture.png") w = wordcloud.WordCloud(mask=mk)
也就是说,我们可以这样来构建词云对象w,其中的参数均为常用参数的默认值,供我们自定义:
w = wordcloud.WordCloud( width=400, height=200, background_color='black', font_path=None, font_step=1, min_font_size=4, max_font_size=None, max_words=200, stopwords={}, scale=1, prefer_horizontal=0.9, relative_scaling=0.5, mask=None)
从外部文件读入文本
3号词云:乡村振兴战略中央文件(句子云)
# 3号词云:乡村振兴战略中央文件 # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 import wordcloud # 从外部.txt文件中读取大段文本,存入变量txt中 f = open('关于实施乡村振兴战略的意见.txt',encoding='utf-8') txt = f.read() # 构建词云对象w,设置词云图片宽、高、字体、背景颜色等参数 w = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc') # 将txt变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w.generate(txt) # 将词云图片导出到当前文件夹 w.to_file('output3-sentence.png')
中文分词
中文分词第三方模块jieba
中文分词-小试牛刀
安装中文分词库jieba:在命令行中输入pip install jieba
打开python的交互式shell
界面,也就是有三个大于号>>>
的这个界面,依次输入以下命令。
>>> import jieba >>> textlist = jieba.lcut('动力学和电磁学') >>> textlist ['动力学', '和', '电磁学'] >>> string = " ".join(textlist) >>> string '动力学 和 电磁学'
以上代码将一句完整的中文字符串
转换成了以空格分隔的词组成的字符串
,而后者是绘制词云时generate()
方法要求传入的参数。
中文分词库jieba
的常用方法
精确模式(最常用,只会这个就行)
:每个字只用一遍,不存在冗余词汇。jieba.lcut('动力学和电磁学')
全模式
:把每个字可能形成的词汇都提取出来,存在冗余。jieba.lcut('动力学和电磁学',cut_all=True)
搜索引擎模式
:将全模式分词的结果从短到长排列好。jieba.lcut_for_search('动力学和电磁学')
以下命令演示了三种分词模式及结果,精确模式是最常用的。
>>> import jieba >>> textlist1 = jieba.lcut('动力学和电磁学') >>> textlist1 ['动力学', '和', '电磁学'] >>> textlist2 = jieba.lcut('动力学和电磁学',cut_all=True) >>> textlist2 ['动力', '动力学', '力学', '和', '电磁', '电磁学', '磁学'] >>> textlist3 = jieba.lcut_for_search('动力学和电磁学') >>> textlist3 ['动力', '力学', '动力学', '和', '电磁', '磁学', '电磁学']
一键执行的详细脚本文件详见github代码库-zihaowordcloud中的test1-jieba.py
文件。
4号词云:同济大学介绍词云(中文分词)
# 4号词云:同济大学介绍词云 # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入词云制作库wordcloud和中文分词库jieba import jieba import wordcloud # 构建并配置词云对象w w = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc') # 调用jieba的lcut()方法对原始文本进行中文分词,得到string txt = '同济大学(Tongji University),简称“同济”,是中华人民共和国教育部直属,由教育部、国家海洋局和上海市共建的全国重点大学,历史悠久、声誉卓著,是国家“双一流”、“211工程”、“985工程”重点建设高校,也是收生标准最严格的中国大学之一' txtlist = jieba.lcut(txt) string = " ".join(txtlist) # 将string变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w.generate(string) # 将词云图片导出到当前文件夹 w.to_file('output4-tongji.png')
5号词云:乡村振兴战略中央文件(词云)
# 5号词云:乡村振兴战略中央文件(词云) # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入词云制作库wordcloud和中文分词库jieba import jieba import wordcloud # 构建并配置词云对象w w = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc') # 对来自外部文件的文本进行中文分词,得到string f = open('关于实施乡村振兴战略的意见.txt',encoding='utf-8') txt = f.read() txtlist = jieba.lcut(txt) string = " ".join(txtlist) # 将string变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w.generate(string) # 将词云图片导出到当前文件夹 w.to_file('output5-village.png')
高级词云:绘制指定形状的词云
通过以下代码读入外部词云形状图片(需要先pip install imageio
安装imageio)
import imageio mk = imageio.imread("picture.png") w = wordcloud.WordCloud(mask=mk)
6号词云:乡村振兴战略中央文件(五角星形状)
# 6号词云:乡村振兴战略中央文件(五角星形状) # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入词云制作库wordcloud和中文分词库jieba import jieba import wordcloud # 导入imageio库中的imread函数,并用这个函数读取本地图片,作为词云形状图片 import imageio mk = imageio.imread("wujiaoxing.png") w = wordcloud.WordCloud(mask=mk) # 构建并配置词云对象w,注意要加scale参数,提高清晰度 w = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc', mask=mk, scale=15) # 对来自外部文件的文本进行中文分词,得到string f = open('关于实施乡村振兴战略的意见.txt',encoding='utf-8') txt = f.read() txtlist = jieba.lcut(txt) string = " ".join(txtlist) # 将string变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w.generate(string) # 将词云图片导出到当前文件夹 w.to_file('output6-village.png')
7号词云:新时代中国特色社会主义(中国地图形状)
# 7号词云:新时代中国特色社会主义(中国地图形状) # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入词云制作库wordcloud和中文分词库jieba import jieba import wordcloud # 导入imageio库中的imread函数,并用这个函数读取本地图片,作为词云形状图片 import imageio mk = imageio.imread("chinamap.png") w = wordcloud.WordCloud(mask=mk) # 构建并配置词云对象w,注意要加scale参数,提高清晰度 w = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc', mask=mk, scale=15) # 对来自外部文件的文本进行中文分词,得到string f = open('新时代中国特色社会主义.txt',encoding='utf-8') txt = f.read() txtlist = jieba.lcut(txt) string = " ".join(txtlist) # 将string变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w.generate(string) # 将词云图片导出到当前文件夹 w.to_file('output7-chinamap.png')
加scale参数为15的效果
不加scale参数的效果,稍显模糊
8号词云:《三国演义》词云(stopwords参数去除词)
# 8号词云:《三国演义》词云(stopwords参数去除“曹操”和“孔明”两个词) # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入词云制作库wordcloud和中文分词库jieba import jieba import wordcloud # 导入imageio库中的imread函数,并用这个函数读取本地图片,作为词云形状图片 import imageio mk = imageio.imread("chinamap.png") # 构建并配置词云对象w,注意要加stopwords集合参数,将不想展示在词云中的词放在stopwords集合里,这里去掉“曹操”和“孔明”两个词 w = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc', mask=mk, scale=15, stopwords={'曹操','孔明'}) # 对来自外部文件的文本进行中文分词,得到string f = open('threekingdoms.txt',encoding='utf-8') txt = f.read() txtlist = jieba.lcut(txt) string = " ".join(txtlist) # 将string变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w.generate(string) # 将词云图片导出到当前文件夹 w.to_file('output8-threekingdoms.png')
9号词云:《哈姆雷特》(勾勒轮廓线)
# 9号词云:哈姆雷特(勾勒轮廓线) # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入词云制作库wordcloud import wordcloud # 将外部文件包含的文本保存在string变量中 string = open('hamlet.txt').read() # 导入imageio库中的imread函数,并用这个函数读取本地图片,作为词云形状图片 import imageio mk = imageio.imread("alice.png") # 构建词云对象w,注意增加参数contour_width和contour_color设置轮廓宽度和颜色 w = wordcloud.WordCloud(background_color="white", mask=mk, contour_width=1, contour_color='steelblue') # # 将string变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w.generate(string) # 将词云图片导出到当前文件夹 w.to_file('output9-contour.png')
10号词云:《爱丽丝漫游仙境》词云(按模板填色)
# 10号词云:《爱丽丝漫游仙境》词云(按模板填色) # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入绘图库matplotlib和词云制作库wordcloud import matplotlib.pyplot as plt from wordcloud import WordCloud,ImageColorGenerator # 将外部文件包含的文本保存在text变量中 text = open('alice.txt').read() # 导入imageio库中的imread函数,并用这个函数读取本地图片queen2.jfif,作为词云形状图片 import imageio mk = imageio.imread("alice_color.png") # 构建词云对象w wc = WordCloud(background_color="white", mask=mk,) # 将text字符串变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 wc.generate(text) # 调用wordcloud库中的ImageColorGenerator()函数,提取模板图片各部分的颜色 image_colors = ImageColorGenerator(mk) # 显示原生词云图、按模板图片颜色的词云图和模板图片,按左、中、右显示 fig, axes = plt.subplots(1, 3) # 最左边的图片显示原生词云图 axes[0].imshow(wc) # 中间的图片显示按模板图片颜色生成的词云图,采用双线性插值的方法显示颜色 axes[1].imshow(wc.recolor(color_func=image_colors), interpolation="bilinear") # 右边的图片显示模板图片 axes[2].imshow(mk, cmap=plt.cm.gray) for ax in axes: ax.set_axis_off() plt.show() # 给词云对象按模板图片的颜色重新上色 wc_color = wc.recolor(color_func=image_colors) # 将词云图片导出到当前文件夹 wc_color.to_file('output10-alice.png')
进阶词云:尽享数据驱动与开源社区
11号词云:绘制你的微信好友个性签名词云
# 11号词云:绘制你的微信好友个性签名词云 # B站专栏:同济子豪兄 2019-05-23 # 导入微信库ichat,中文分词库jieba import itchat import jieba # 先登录微信,跳出登陆二维码 itchat.login() tList = [] # 获取好友列表 friends = itchat.get_friends(update=True) # 构建所有好友个性签名组成的大列表tList for i in friends: # 获取个性签名 signature = i["Signature"] if 'emoji' in signature: pass else: tList.append(signature) text = " ".join(tList) # 对个性签名进行中文分词 wordlist_jieba = jieba.lcut(text, cut_all=True) wl_space_split = " ".join(wordlist_jieba) # 导入imageio库中的imread函数,并用这个函数读取本地图片,作为词云形状图片 import imageio mk = imageio.imread("chinamap.png") # 导入词云制作库wordcloud import wordcloud # 构建并配置词云对象w,注意要加scale参数,提高清晰度 my_wordcloud = wordcloud.WordCloud(background_color='white', width=1000, height=700, font_path='msyh.ttc', max_words=2000, mask=mk, scale=20) my_wordcloud.generate(wl_space_split) nickname = friends[0]['NickName'] filename = "output11-{}的微信好友个性签名词云图.png".format(nickname) my_wordcloud.to_file(filename) # 显示词云图片 import matplotlib.pyplot as plt plt.imshow(my_wordcloud) plt.axis("off") plt.show() print('程序结束') 微信好友个性签名词云
文字情感分析与文本挖掘
Python中文语言处理第三方库snownlp小试牛刀
安装中文文本分析库snownlp:在命令行中输入pip install snownlp
。
打开python的交互式shell
界面,也就是有三个大于号>>>
的这个界面,依次输入以下命令。
>>> import snownlp >>> word = snownlp.SnowNLP("中华民族伟大复兴") >>> feeling = word.sentiments >>> feeling 0.9935086411278989 >>> word = snownlp.SnowNLP("快递慢到死,客服态度不好,退款!") >>> feeling = word.sentiments >>> feeling 0.00012171645785852281
snownlp的语料库是淘宝等电商网站的评论,所以对购物类的文本情感分析准确度很高。
一键执行的详细脚本文件详见github代码库-zihaowordcloud中的test2-snownlp.py
文件。
12号词云:《三体Ⅱ黑暗森林》情感分析词云
# 12号词云:《三体Ⅱ黑暗森林》情感分析词云 # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入词云制作库wordcloud和中文分词库jieba import jieba import wordcloud # 导入imageio库中的imread函数,并用这个函数读取本地图片,作为词云形状图片 import imageio mk = imageio.imread("chinamap.png") # 构建并配置两个词云对象w1和w2,分别存放积极词和消极词 w1 = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc', mask=mk, scale=15) w2 = wordcloud.WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc', mask=mk, scale=15) # 对来自外部文件的文本进行中文分词,得到积极词汇和消极词汇的两个列表 f = open('三体黑暗森林.txt',encoding='utf-8') txt = f.read() txtlist = jieba.lcut(txt) positivelist = [] negativelist = [] # 下面对文本中的每个词进行情感分析,情感>0.96判为积极词,情感<0.06判为消极词 print('开始进行情感分析,请稍等,三国演义全文那么长的文本需要三分钟左右') # 导入自然语言处理第三方库snownlp import snownlp for each in txtlist: each_word = snownlp.SnowNLP(each) feeling = each_word.sentiments if feeling > 0.96: positivelist.append(each) elif feeling < 0.06: negativelist.append(each) else: pass # 将积极和消极的两个列表各自合并成积极字符串和消极字符串,字符串中的词用空格分隔 positive_string = " ".join(positivelist) negative_string = " ".join(negativelist) # 将string变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w1.generate(positive_string) w2.generate(negative_string) # 将积极、消极的两个词云图片导出到当前文件夹 w1.to_file('output12-positive.png') w2.to_file('output12-negative.png') print('词云生成完成')
13号词云:《三国演义》人物阵营分色词云
# 13号词云:三国人物阵营分色词云 # B站专栏:同济子豪兄 2019-5-23 # 导入wordcloud库,并定义两个函数 from wordcloud import (WordCloud, get_single_color_func) class SimpleGroupedColorFunc(object): """Create a color function object which assigns EXACT colors to certain words based on the color to words mapping Parameters ---------- color_to_words : dict(str -> list(str)) A dictionary that maps a color to the list of words. default_color : str Color that will be assigned to a word that's not a member of any value from color_to_words. """ def __init__(self, color_to_words, default_color): self.word_to_color = {word: color for (color, words) in color_to_words.items() for word in words} self.default_color = default_color def __call__(self, word, **kwargs): return self.word_to_color.get(word, self.default_color) class GroupedColorFunc(object): """Create a color function object which assigns DIFFERENT SHADES of specified colors to certain words based on the color to words mapping. Uses wordcloud.get_single_color_func Parameters ---------- color_to_words : dict(str -> list(str)) A dictionary that maps a color to the list of words. default_color : str Color that will be assigned to a word that's not a member of any value from color_to_words. """ def __init__(self, color_to_words, default_color): self.color_func_to_words = [ (get_single_color_func(color), set(words)) for (color, words) in color_to_words.items()] self.default_color_func = get_single_color_func(default_color) def get_color_func(self, word): """Returns a single_color_func associated with the word""" try: color_func = next( color_func for (color_func, words) in self.color_func_to_words if word in words) except StopIteration: color_func = self.default_color_func return color_func def __call__(self, word, **kwargs): return self.get_color_func(word)(word, **kwargs) # 导入imageio库中的imread函数,并用这个函数读取本地图片,作为词云形状图片 import imageio mk = imageio.imread("chinamap.png") w = WordCloud(width=1000, height=700, background_color='white', font_path='msyh.ttc', mask=mk, scale=15, max_font_size=60, max_words=20000, font_step=1) import jieba # 对来自外部文件的文本进行中文分词,得到string f = open('三国演义.txt',encoding='utf-8') txt = f.read() txtlist = jieba.lcut(txt) string = " ".join(txtlist) # 将string变量传入w的generate()方法,给词云输入文字 w.generate(string) # 创建字典,按人物所在的不同阵营安排不同颜色,绿色是蜀国,橙色是魏国,紫色是东吴,粉色是诸侯群雄 color_to_words = { 'green': ['刘备','刘玄德','孔明','诸葛孔明', '玄德', '关公', '玄德曰','孔明曰', '张飞', '赵云','后主', '黄忠', '马超', '姜维', '魏延', '孟获', '关兴','诸葛亮','云长','孟达','庞统','廖化','马岱'], 'red': ['曹操', '司马懿', '夏侯', '荀彧', '郭嘉','邓艾','许褚', '徐晃','许诸','曹仁','司马昭','庞德','于禁','夏侯渊','曹真','钟会'], 'purple':['孙权','周瑜','东吴','孙策','吕蒙','陆逊','鲁肃','黄盖','太史慈'], 'pink':['董卓','袁术','袁绍','吕布','刘璋','刘表','貂蝉'] } # 其它词语的颜色 default_color = 'gray' # 构建新的颜色规则 grouped_color_func = GroupedColorFunc(color_to_words, default_color) # 按照新的颜色规则重新绘制词云颜色 w.recolor(color_func=grouped_color_func) # 将词云图片导出到当前文件夹 w.to_file('output13-threekingdoms.png') 13号词云:《三国演义》人物阵营分色词云