[自然言語処理][Objective-C][iOS]自然言語のテキストを属性で区分する

NSLinguisticTaggerを用いると、自然言語のテキストを品詞（名詞、動詞、代名詞）や「個人名」「地名」といった属性で区分（トークンに分解）することができます。日本語の形態素解析も可能です。

使い方は非常にシンプルで、基本的な手順は

1. スキームを引数に渡してNSLinguisticTaggerオブジェクトを生成

2. 処理対象テキストをセット

3. トークン分解開始

の3ステップです。

// スキーム
NSArray *schemes = @[NSLinguisticTagSchemeLexicalClass];

// NSLinguisticTaggerオブジェクトを生成
NSLinguisticTagger *tagger = [[NSLinguisticTagger alloc] initWithTagSchemes:schemes
                                                                    options:0];

// 処理対象テキスト
NSString *targetText = self.textView.text;
[tagger setString:targetText];

// トークンへの分解開始
[tagger enumerateTagsInRange:NSMakeRange(0, targetText.length)
                      scheme:NSLinguisticTagSchemeLexicalClass
                     options:0
                  usingBlock:
 ^(NSString *tag, NSRange tokenRange, NSRange sentenceRange, BOOL *stop) {
     
     NSString *subStr = [targetText substringWithRange:tokenRange];
     NSLog(@"%@ : %@", subStr, tag);
 }];

スキームとは、トークン分解をどのような属性に基づいて行うかを指定するもので、上記サンプルで使用している NSLinguisticTagSchemeLexicalClass は品詞（「名詞」「動詞」etc）によってテキストを分解するスキームです。

enumerateTagsInRange:scheme:options:usingBlock: メソッドをコールするとトークン分解が開始され、トークンが見つかるごとに引数 usingBlock に渡されたBloksの処理が実行されます。

品詞で区分する

名詞、動詞といった品詞でテキストを区分するには、スキームとして NSLinguisticTagSchemeLexicalClass を使用します。

enumerateTagsInRange:scheme:options:usingBlock: メソッドで取得できるタグの種類には、次のようなものがあります。（主なものを抜粋）

• NSLinguisticTagNoun：名詞
• NSLinguisticTagVerb：動詞
• NSLinguisticTagAdjective：形容詞
• NSLinguisticTagPronoun：代名詞
• NSLinguisticTagAdverb：副詞
• NSLinguisticTagConjunction：接続詞
• NSLinguisticTagPreposition：前置詞
• NSLinguisticTagParticle：助詞
• NSLinguisticTagDeterminer：限定詞

たとえば、品詞で区分して色分けする場合、この NSLinguisticTagger で取得できるタグに応じて色を決定するメソッドを実装しておき、

- (UIColor *)colorForAtteributeForLinguisticTag:(NSString *)linguisticTag {

    // 名詞
    if ([linguisticTag isEqualToString:NSLinguisticTagNoun]) {
        
        return [UIColor redColor];
    }
    // 動詞
    else if ([linguisticTag isEqualToString:NSLinguisticTagVerb]) {
        
        return [UIColor blueColor];
    }
    // 形容詞
    else if ([linguisticTag isEqualToString:NSLinguisticTagAdjective]) {
        
        return [UIColor magentaColor];
    }
    // 代名詞
    else if ([linguisticTag isEqualToString:NSLinguisticTagPronoun]) {
        
        return [UIColor orangeColor];
    }
    
    return [UIColor whiteColor];
}

次のように enumerateTagsInRange:scheme:options:usingBlock: メソッドのBlocks内でタグに応じた色分けを実施します。

// スキーム
NSArray *schemes = @[NSLinguisticTagSchemeLexicalClass];

// NSLinguisticTaggerオブジェクトを生成
NSLinguisticTagger *tagger = [[NSLinguisticTagger alloc] initWithTagSchemes:schemes
                                                                    options:0];

// 処理対象テキスト
NSString *targetText = self.textView.text;
[tagger setString:targetText];

// テキストに色をつけるためにNSMutableAttributedStringを生成
NSMutableAttributedString *formatted;
formatted = [[NSMutableAttributedString alloc] initWithString:targetText];

// トークンのタグを取得開始
[tagger enumerateTagsInRange:NSMakeRange(0, targetText.length)
                      scheme:NSLinguisticTagSchemeLexicalClass
                     options:0
                  usingBlock:
 ^(NSString *tag, NSRange tokenRange, NSRange sentenceRange, BOOL *stop) {
     
     // タグに応じた色分け
     UIColor *color = [self colorForAtteributeForLinguisticTag:tag];
     [formatted addAttribute:NSForegroundColorAttributeName
                       value:color
                       range:tokenRange];
 }];

// 色分けされたテキストを表示
self.textView.attributedText = formatted;

地名、個人名、組織名で区分する

スキームとして NSLinguisticTagSchemeNameType を使用します。他は品詞による区分の場合と同じ手順でOKです。

スキーム種別

上で使用した NSLinguisticTagSchemeLexicalClass, NSLinguisticTagSchemeNameType 以外に、次のようなスキームが用意されています。

• NSLinguisticTagSchemeTokenType：「単語」「区切り文字」「ホワイトスペース」「その他」で分解する
• NSLinguisticTagSchemeLemma：各単語の原形をタグとして取得する
• NSLinguisticTagSchemeLanguage：言語名（"ja", "en",...）をタグとして取得する
• NSLinguisticTagSchemeScript：書き文字種別（"Jpan", "Latn",...）をタグとして取得する
• NSLinguisticTagSchemeNameTypeOrLexicalClass： NSLinguisticTagSchemeLexicalClass または NSLinguisticTagSchemeNameType にある属性で分解する

言語ごとの対応スキームを確認する

availableTagSchemesForLanguage: メソッドを使用すると、引数に指定した言語で利用できるスキームの配列（NSArray型）を取得することができます。

NSArray *schemes = [NSLinguisticTagger availableTagSchemesForLanguage:@"ja"];

NSLog(@"schemes:%@", schemes);

上記コードの実行結果は、

schemes:(
    TokenType,
    Language,
    Script
)

となりました。（iPhone 6.1 Simulatorで実行）

つまり、"ja"（日本語）で利用できるスキームは NSLinguisticTagSchemeTokenType, NSLinguisticTagSchemeLanguage, NSLinguisticTagSchemeScript の3種のみであることがわかります。

一方、引数に "en"（英語）を指定しての実行結果は、次のようになりました。

schemes:(
    TokenType,
    Language,
    Script,
    Lemma,
    LexicalClass,
    NameType,
    NameTypeOrLexicalClass
)

英語ではすべてのスキームが利用可能であることがわかります。

日本語の形態素解析を行う

日本語は英語と違い、単語の間がスペースで区切られていません。そこで自然言語処理を行う際のベースとなる処理として、「形態素解析」という、文を形態素（言語で意味を持つ最小単位）に分解する処理が必要となります。

前項で availableTagSchemesForLanguage: メソッドを用いて調べたとおり、英語と比較すると日本語の対応スキームは少ないですが、 NSLinguisticTagSchemeTokenType には対応しているので、単語への分解が可能です。すなわち、 NSLinguisticTagger を用いて日本語の形態素解析を行うことができます。（スキームに NSLinguisticTagSchemeTokenType を指定し、 string プロパティに日本語の文字列を渡すだけ、つまり英語の場合と実装方法は同じなので、詳細な説明は省略します。）

NSStringのカテゴリを利用する

NSLinguisticTagger.h には、NSString のカテゴリも定義されており、NSLinguisticTaggerを使用せず NSStringだけでも同様の処理ができるようになっています。

NSStringに追加された enumerateLinguisticTagsInRange:scheme:options:orthography:usingBlock: というメソッドを使用します。使い方は NSLinguisticTagger とほぼ同様です。

NSString *targetText = self.textView.text;

[targetText enumerateLinguisticTagsInRange:NSMakeRange(0, targetText.length)
                              scheme:NSLinguisticTagSchemeLexicalClass
                             options:0
                         orthography:nil
                          usingBlock:
 ^(NSString *tag, NSRange tokenRange, NSRange sentenceRange, BOOL *stop) {
     
     // トークン取得時の処理
 }];

サンプルコード

Githubにアップしてあります。

LinguisticTaggerSample

参考資料

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NSLinguisticTagger Class Reference