파이썬에서 텍스트 정제하기: 효과적인 데이터 정제 튜토리얼

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Rajiv Chandra

Published on 2023. 7. 6.

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텍스트 데이터는 통찰력의 보고입니다. 하지만 종종 많은 잡음으로 가려져 있습니다. 소셜 미디어 포스트, 고객 리뷰, 또는 과학 논문과 같은 경우, 원시 텍스트 데이터는 보통 더러운 구조를 가지고 있습니다. 이 때문에 텍스트 정제(text cleaning)가 데이터 전처리 파이프라인에서 중요한 단계입니다.

**자연어 처리(NLP)**와 기계 학습 분야에서 텍스트 정제는 원시 텍스트를 알고리즘이 이해하기 쉬운 형식으로 변환합니다. 이는 당신이 필요한 것을 더 쉽게 찾을 수 있도록 당신의 방에 정리하는 것과 비슷합니다. 하지만 옷과 책 대신 단어와 문장을 다루고 있습니다.

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파이썬에서 텍스트 정제란 무엇인가요?

텍스트 정제(text cleaning) 또는 데이터 정제(data cleaning)는 원시 텍스트 데이터를 추가 처리 및 분석을 위해 준비하는 과정입니다. 이는 NLP 및 기계 학습 프로젝트에서 필수적인 단계로서 모델의 성능에 직접적인 영향을 줍니다. 데이터가 더 깨끗하고 구조화될수록 모델이 더 잘 학습할 수 있습니다.

강력하고 유연한 프로그래밍 언어인 파이썬은 효율적인 텍스트 정제를 위한 다양한 라이브러리와 도구를 제공합니다. 이에는 Natural Language Toolkit (NLTK), 정규 표현식 (regex) 등이 있습니다. 이러한 도구들은 문장부호와 특수 문자 제거부터 단어 형식 표준화까지 다양한 텍스트 정제 작업을 수행하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

기계 학습에서 텍스트 정제의 중요성은 왜인가요?

기계 학습 모델은 데이터로부터 학습합니다. 모델에 입력하는 데이터의 품질이 모델의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 텍스트 데이터의 경우, "품질"은 종종 구조화되고 일관성 있으며 관련 없는 정보가 없는 것을 의미합니다.

오타, 일관되지 않은 용어, 및 관련 없는 정보로 가득한 책에서 새로운 개념을 배우려고 한다고 생각해보세요. 혼란스럽지 않을까요? 기계 학습 모델에도 동일한 원리가 적용됩니다. 어지러운, 일관성 없는 및 잡음이 많은 데이터로부터 효과적으로 학습하기 어렵습니다.

텍스트 정제를 통해 텍스트 데이터의 품질을 향상시킬 수 있습니다. 그 방법은 다음과 같습니다:

• 관련 없는 정보 제거: 이는 HTML 태그, URL, 소셜 미디어 핸들 및 텍스트의 의미를 이해하는 데 기여하지 않는 기타 데이터와 같은 것들을 포함합니다.
• 텍스트 표준화: 이는 모든 텍스트를 소문자로 변환하고, 오타를 수정하고, 날짜 형식을 표준화하는 작업입니다. 이렇게 하면 동일한 정보가 데이터에서 일관되게 표현됩니다.
• 차원 축소: 어간 추출(stemming) 및 원형 복원(lemmatization)과 같은 기술을 사용하여 단어를 해당 단어의 기본 형태로 축소함으로써 모델이 학습해야 할 고유한 단어의 수를 줄일 수 있습니다.

파이썬에서 흔히 사용되는 텍스트 정제 기법들

파이썬은 텍스트 정제를 위한 다양한 도구와 라이브러리를 제공합니다. 몇 가지 일반적인 기법들을 살펴보겠습니다.

특수 문자와 문장부호 제거

특수 문자와 문장부호는 종종 의미가 아주 적고 텍스트 데이터에 잡음을 추가합니다. 파이썬의 내장 문자열 메소드나 정규 표현식 라이브러리를 사용하여 쉽게 제거할 수 있습니다. 다음은 예시입니다:

import re
text = "Hello, World! @Python #NLP"
clean_text = re.sub(r'[^\w\s]', '', text)
print(clean_text)  ## 결과: "Hello World Python NLP"

텍스트 소문자로 변환

모든 텍스트를 소문자로 변환하면 모델이 "Python", "python" 등과 같은 단어를 같은 단어로 취급합니다.

## 다음은 파이썬에서 텍스트를 소문자로 변환하는 방법입니다:
 
text = "Hello, World! @Python #NLP"
lowercase_text = text.lower()
print(lowercase_text)  ## 결과: "hello, world! @python #nlp"

토큰화

토큰화(tokenization)는 텍스트를 개별 단어 또는 토큰으로 분리하는 작업입니다. 이는 텍스트 정제와 NLP의 초기 단계 중 하나입니다. 파이썬의 NLTK 라이브러리는 토큰화 작업을 간단하게 수행할 수 있는 방법을 제공합니다:

from nltk.tokenize import word_tokenize
 
text = "Hello, World! @Python #NLP"
tokens = word_tokenize(text)
print(tokens)  ## 결과: ['Hello', ',', 'World', '!', '@Python', '#NLP']

불용어 제거

불용어(stop words)는 "is", "the", "and"와 같은 흔한 단어들로서 의미가 크게 없습니다. 이러한 단어들을 제거하면 데이터의 차원이 줄어들 수 있습니다. NLTK는 사용할 수 있는 일반적인 영어 불용어 목록을 제공합니다:

from nltk.corpus import stopwords
from nltk.tokenize import word_tokenize
 
stop_words = set(stopwords.words('english'))
 
text = "This is a sample sentence."
tokens = word_tokenize(text)
filtered_tokens = [token for token in tokens if token not in stop_words]
 
print(filtered_tokens)  ## 결과: ['This', 'sample', 'sentence', '.']

어간 추출과 원형 복원

어간 추출(stemming)과 원형 복원(lemmatization)은 단어를 해당 단어의 기본 형태로 축소하는 기술입니다. 이를 통해 데이터의 차원을 줄이고 같은 단어의 다양한 형태를 하나로 그룹화할 수 있습니다. 다음은 NLTK를 사용하여 어간 추출과 원형 복원을 수행하는 방법입니다:

from nltk.stem import PorterStemmer, WordNetLemmatizer

nltk.tokenize 모듈에서 word_tokenize 함수를 사용하여 단어 토큰화를 수행한다.

stemmer = PorterStemmer() lemmatizer = WordNetLemmatizer()

text = "The cats are running." tokens = word_tokenize(text)

stemmed_tokens = [stemmer.stem(token) for token in tokens] lemmatized_tokens = [lemmatizer.lemmatize(token) for token in tokens]

print(stemmed_tokens) ## 출력: ['the', 'cat', 'are', 'run', '.'] print(lemmatized_tokens) ## 출력: ['The', 'cat', 'are', 'running', '.']

## 텍스트 정제를 위한 파이썬 라이브러리

파이썬은 텍스트 정제를 위한 몇 가지 강력한 라이브러리를 제공한다. 가장 일반적으로 사용되는 NLTK와 정규식에 대해 자세히 알아보자.

### Natural Language Toolkit (NLTK)

NLTK는 인간의 언어 데이터를 처리하기 위한 파이썬 프로그램 구축을 위한 주요 플랫폼이다. WordNet과 같은 50개 이상의 말뭉치와 어휘 자원에 대한 쉬운 사용 인터페이스를 제공하며, 분류, 토큰화, 형태소 분석, 태깅, 파싱 및 의미 추론을 위한 텍스트 처리 라이브러리 모음도 제공한다.

NLTK를 사용하여 텍스트 정제를 수행하는 예시이다:

```python
from nltk.corpus import stopwords
from nltk.tokenize import word_tokenize
from nltk.stem import PorterStemmer

## 스태머 초기화
stemmer = PorterStemmer()

## 불용어 정의
stop_words = set(stopwords.words('english'))

## 텍스트 정의
text = "This is a sample sentence, showing off the stop words filtration."

## 텍스트 토큰화
tokens = word_tokenize(text)

## 불용어 제거 및 단어 스테밍
filtered_tokens = [stemmer.stem(token) for token in tokens if token not in stop_words]

print(filtered_tokens)

정규식 (regex)

정규식은 여러 종류의 문자열 조작에 유용한 강력한 도구이다. 정규식은 대부분의 현대 프로그래밍 언어에서 라이브러리의 형태로 제공되는 도메인 특화 언어(DSL)이다. 정규식은 다음과 같은 두 가지 주요 작업에 유용하다:

• 문자열이 패턴과 일치하는지 확인하기 (예: 이메일 주소 형식 확인),
• 문자열 내에서 대체 및 치환 수행하기 (예: 모든 미국어 철자를 영국어로 변경).

정규식을 사용하여 텍스트 정제를 수행하는 예시이다:

import re
 
## 텍스트 정의
text = "This is a sample sentence. It contains 1,2, and 3 numbers."
 
## 모든 숫자 제거
clean_text = re.sub(r'\d', '', text)
 
print(clean_text)  ## 출력: "This is a sample sentence. It contains , and  numbers."

이는 텍스트 정제를 위해 파이썬의 강력한 라이브러리를 사용하는 몇 가지 예시일 뿐이다. 이러한 기술을 습득함으로써 텍스트 데이터를 청소하고 추가 분석이나 모델링에 사용할 수 있는 깨끗하고 준비된 데이터를 보장할 수 있다.

고급 텍스트 정제 기술

텍스트 정제를 더 깊이 이해해 나가면 데이터를 더욱 세련되게 정제하는 데 도움이 되는 고급 기술을 알게 된다. 이러한 기술은 작업 중인 언어에 대한 더 깊은 이해를 필요로 하며 데이터의 품질을 크게 개선할 수 있다.

개체명 인식

개체명 인식(Named Entity Recognition, NER)은 문장에 대한 정보를 제공하는 요소를 추출하는 프로세스이다. 예를 들어, "John Doe is a software engineer from Google"라는 문장이 있다면, 개체명 인식을 통해 "John Doe"가 사람이고 "Google"이 조직임을 이해할 수 있다.

Python의 NLTK 라이브러리는 개체명 인식을 간단하게 수행할 수 있는 방법을 제공한다:

import nltk
from nltk import word_tokenize, pos_tag, ne_chunk
 
sentence = "John Doe is a software engineer from Google."
 
print(ne_chunk(pos_tag(word_tokenize(sentence))))

품사 태깅

품사 태깅(Part-of-Speech Tagging)은 단어를 해당하는 품사와 연결하여 텍스트에서 단어의 의미와 문맥을 기반으로 표시하는 프로세스이다. NLTK를 사용하여 품사 태깅을 수행하는 방법은 다음과 같다:

import nltk
from nltk import word_tokenize, pos_tag
 
sentence = "John Doe is a software engineer from Google."
 
print(pos_tag(word_tokenize(sentence)))

텍스트 분류와 감성 분석

텍스트 분류는 텍스트의 내용에 따라 태그 또는 범주를 할당하는 프로세스이다. 자연어 처리에서 가장 기본적인 작업 중 하나이다. 반면, 감성 분석은 텍스트 데이터 내의 감정을 해석하고 분류하는 프로세스이다.

Python의 NLTK 라이브러리는 텍스트 분류와 감성 분석을 위한 기능을 제공한다.

결론

텍스트 정제는 NLP 및 기계 학습 프로젝트에서 중요한 단계이다. 이를 통해 원시, 비구조화된 텍스트 데이터를 알고리즘이 이해하기 쉬운 형식으로 변환할 수 있다. 이 문서에서 설명한 텍스트 정제 기술과 파이썬 라이브러리를 숙달함으로써 텍스트 정제에 능숙해질 수 있다.

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자주 묻는 질문

파이썬에서 텍스트 정제란 무엇인가요?

파이썬에서 텍스트 정제는 원시 텍스트 데이터를 추가로 처리하고 분석하기 위해 준비하는 과정입니다. 특수 문자와 구두점 제거, 텍스트를 소문자로 변환, 토큰화, 불용어 제거 및 어근 추출 등 다양한 기술을 사용합니다.

NLP Python을 위한 텍스트 데이터 정제 방법은 무엇인가요?

Python에서 NLP를 위해 텍스트 데이터를 정제하려면 NLTK와 regular expression과 같은 다양한 라이브러리를 사용할 수 있습니다. 이러한 라이브러리는 특수 문자와 구두점을 제거하고 텍스트를 소문자로 변환하며, 토큰화, 불용어 제거, 어간 추출 및 원형 복원과 같은 일반적인 텍스트 정제 작업에 대한 기능을 제공합니다.

텍스트 정제란 무엇인가요?

텍스트 정제는 원시 텍스트 데이터를 추가 처리 및 분석을 위해 준비하는 과정입니다. NLP 및 기계 학습 프로젝트에서 중요한 단계로, 모델의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 데이터가 더 깨끗하고 구조화되면 모델이 더 잘 학습할 수 있습니다.

텍스트 데이터를 정제하는 방법은 어떻게 되나요?

텍스트 데이터를 정제하기 위해 특수 문자와 구두점을 제거하고 텍스트를 소문자로 변환하며, 토큰화, 불용어 제거, 어간 추출 및 원형 복원과 같은 다양한 텍스트 정제 기술을 사용할 수 있습니다. Python은 NLTK와 regex와 같은 다양한 라이브러리를 제공하여 이러한 작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 도움을 줍니다.