词云图(Word Cloud)是数据可视化中常用的一种技术,通过将文字以不同的大小、颜色和方向排列,以展示文本数据中词汇的频次和重要性。对于文本分析、情感分析、关键词提取等应用,词云图都能够直观地展现信息。本文将详细介绍如何使用 Python 中的 wordcloud 库从 Excel 数据绘制词云图,帮助您快速上手词云图的生成和定制化。
一、环境准备
在开始之前,请确保您的开发环境中已经安装了以下库:
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pip install wordcloud pandas matplotlib openpyxl
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- wordcloud:用于生成词云图。
- pandas:处理 Excel 文件中的词频数据。
- matplotlib:用于展示和保存词云图。
- openpyxl:读取 Excel 文件。
二、词云图的基本原理
词云图的生成主要基于词汇的频数,频数越高的词汇在图中的字号越大。在 Python 中,wordcloud 库提供了多种自定义选项,例如字体、颜色、形状、最大词数等。接下来,我们将基于一个简单的 Excel 词频表格,逐步实现从数据加载到词云图绘制的过程。
1.步骤一:读取 Excel 文件
首先,使用 pandas 读取 Excel 文件,并确保将词汇和对应的频数提取出来。假设 Excel 文件包含两列:词汇 和 频数。
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import pandas as pd
# 读取 Excel 文件
df = pd.read_excel('词汇频数表.xlsx')
# 确保数据按需加载
words = df['词汇'].values
frequencies = df['频数'].values
# 将词汇和频数组合成字典
word_freq = dict(zip(words, frequencies))
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此时,word_freq 字典包含了词汇和它们对应的频数,格式如:{‘词汇1’: 10, ‘词汇2’: 15, …}。
2.步骤二:生成词云图
接下来,我们利用 wordcloud 库生成词云图。可以根据实际需求自定义词云图的显示样式。
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from wordcloud import WordCloud
import matplotlib.pyplot as plt
# 创建词云对象
wordcloud = WordCloud(
font_path='simhei.ttf', # 设置字体路径,确保中文显示
background_color='white', # 背景色
width=800, # 图像宽度
height=400, # 图像高度
max_words=200, # 最大词汇数
max_font_size=100, # 最大字体大小
colormap='viridis' # 颜色方案
).generate_from_frequencies(word_freq)
# 绘制并展示词云图
plt.figure(figsize=(10, 5))
plt.imshow(wordcloud, interpolation='bilinear')
plt.axis('off') # 关闭坐标轴
plt.show()
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参数说明
- font_path:指定字体文件路径,这里使用了 “simhei.ttf” 以确保中文能够正确显示。
- background_color:设置背景颜色,可选值包括 black, white, gray 等。
- width 和 height:控制词云图的尺寸。
- max_words:控制词云图中显示的最大词汇数。
- max_font_size:控制最大字体的字号。
- colormap:控制颜色映射方案,支持多种内置方案如 viridis, plasma, inferno 等。
3.步骤三:保存词云图
绘制完成后,您可以将词云图保存为图片文件,便于分享和展示。
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# 保存词云图到文件
wordcloud.to_file('wordcloud.png')
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一般在该步骤就已经结束啦~
4.步骤四:高级自定义(形状与颜色)
(1)自定义形状词云图不仅可以是矩形,还可以根据特定的形状生成。例如,将词云限制在一张图片的轮廓内。您可以通过以下方法实现:
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from PIL import Image
import numpy as np
# 加载形状模板图片
mask = np.array(Image.open('mask.png'))
# 生成带有形状的词云
wordcloud = WordCloud(
font_path='simhei.ttf',
background_color='white',
mask=mask, # 设置词云形状
contour_width=1, # 轮廓宽度
contour_color='black' # 轮廓颜色
).generate_from_frequencies(word_freq)
# 展示词云图
plt.figure(figsize=(10, 10))
plt.imshow(wordcloud, interpolation='bilinear')
plt.axis('off')
plt.show()
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关键点讲解
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高清图片作为 mask:
使用高分辨率的黑白圆形图片,词云的清晰度会显著提升。白色部分将作为背景,黑色部分是生成词云的区域。
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contour_width 和 contour_color 参数:
设置轮廓宽度和颜色,可以让词云图的形状更加突出。
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调整 max_font_size 和 max_words:
通过控制词汇数量和最大字体大小,确保词云图在形状内分布均匀且美观。
这是换了一个爱丽丝Alice的mask的词云图。
(2)自定义颜色如果想让词云中的词汇颜色更加多样,可以使用 ImageColorGenerator 从图片中提取颜色:
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from wordcloud import ImageColorGenerator
# 基于模板图片生成颜色
image_colors = ImageColorGenerator(mask)
# 绘制词云图并应用颜色
plt.figure(figsize=(10, 10))
plt.imshow(wordcloud.recolor(color_func=image_colors), interpolation='bilinear')
plt.axis('off')
plt.show()
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三、常见问题与解决方案
1.中文乱码问题:
使用 wordcloud 生成词云时,若不指定中文字体,中文会显示为方块。解决方法是指定支持中文的字体,例如 “simhei.ttf”。
2.词云生成不均匀:
尝试调整 max_font_size 和 mask 参数,使词云分布更为美观。
四、总结
本文详细介绍了如何从 Excel 表格生成词云图,并通过实例展示了词云图的自定义生成方法。词云图作为一种直观的数据可视化手段,在文本分析中有着广泛应用。可以再结合深度学习的自然语言处理技术,词云图可以进一步扩展用于更复杂的文本挖掘场景。
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