Kiwi : 지능형 한국어 형태소 분석기(Korean Intelligent Word Identifier)

x86_64:

Other:

Kiwi는 빠른 속도와 범용적인 성능을 지향하는 한국어 형태소 분석기 라이브러리입니다. 한국어 처리에 관심 있는 사람이면 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 오픈 소스로 공개 중이며, C++로 구현된 코어 라이브러리를 래핑하여 다양한 프로그래밍 언어에 사용할 수 있도록 준비 중입니다.

형태소 분석은 세종 품사 태그 체계를 기반으로 하고 있으며 모델 학습에는 세종계획 말뭉치와 모두의 말뭉치를 사용하고 있습니다. 웹 텍스트의 경우 약 87%, 문어 텍스트의 경우 약 94% 정도의 정확도로 한국어 문장의 형태소를 분석해 낼 수 있습니다. 또한 간단한 오타의 경우 모델 스스로 교정하는 기능을 지원합니다(0.13.0버전 이후).

아직 부족한 부분이 많기에 개발자분들의 많은 관심과 기여 부탁드립니다.

특징

텍스트 분석 속도가 다른 한국어 형태소분석기들과 비교하여 꽤 빠른 편입니다. (속도 측정은 이 코드를 통해 수행 가능합니다. )

또한 자체적으로 경량 언어모델을 탑재하여 모호성이 있는 경우에도 제법 정확하게 형태소를 분석해냅니다. 특히 SBG모델을 사용 시 모호성 해소 성능이 크게 향상됩니다. (모호성 해소 성능 평가는 이 페이지에서 수행가능합니다. )

문장 분리 기능을 비롯한 다양한 편의기능을 제공합니다. (문장 분리 성능 평가는 이 페이지에서 수행가능합니다. )

라이브러리 차원에서 멀티스레딩을 지원하기 때문에 대량의 텍스트를 분석해야할 경우 멀티코어를 활용하여 빠른 분석이 가능합니다. 또한 다양한 시스템에서 상황에 맞춰 선택할 수 있도록 소형/중형/대형 모델을 제공합니다.

설치

C++

컴파일된 바이너리 다운로드

https://github.com/bab2min/Kiwi/releases 에서 Windows, Linux, macOS 버전으로 컴파일된 Library 파일과 모델 파일을 다운로드 받을 수 있습니다.

Windows

Visual Studio 2019 이상을 사용하여 Kiwi.sln 파일을 실행하여 컴파일할 수 있습니다.

Linux

이 레포지토리를 clone한 뒤 cmake>=3.12를 사용하여 컴파일합니다. 모델 파일은 용량이 큰 관계로 Git LFS를 통해 공유됩니다. 따라서 git clone에 앞서 Git LFS가 설치되어있는지 확인해주세요.

gcc >= 5.0 이상 혹은 다른 c++11 호환 컴파일러 사용가능 환경

$ git clone https://github.com/bab2min/Kiwi
$ cd Kiwi
$ git lfs pull
$ git submodule sync
$ git submodule update --init --recursive
$ mkdir build && cd build
$ cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ../
$ make
$ make install
$ ldconfig

gcc >= 4.8, < 5.0

Centos5와 같이 gcc 4.8까지만 지원하는 환경에서는 googletest의 버전을 1.8.x로 낮춰야 컴파일 가능합니다.

$ git clone https://github.com/bab2min/Kiwi
$ cd Kiwi
$ git lfs pull
$ git submodule sync
$ git submodule update --init --recursive
$ cd third_party/googletest && git checkout v1.8.x && cd ../../
$ mkdir build && cd build
$ cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ../
$ make
$ make install
$ ldconfig

설치가 잘 됐는지 확인하기 위해서는 kiwi-evaluator를 실행해봅니다.

$ ./kiwi-evaluator --model ../ModelGenerator ../eval_data/* --sbg

Loading Time : 846.046 ms
ArchType : avx2
LM Size : 33.6552 MB
Mem Usage : 276.844 MB

Test file: eval_data/web.txt
0.864955, 0.855184
Total (158 lines) Time : 305.428 ms
Time per Line : 1.93309 ms
================
Test file: eval_data/web_with_typos.txt
0.780165, 0.741127
Total (97 lines) Time : 96.5016 ms
Time per Line : 0.994862 ms
================
Test file: eval_data/written.txt
0.941712, 0.943084
Total (33 lines) Time : 59.7139 ms
Time per Line : 1.80951 ms
================

================
Avg Score
0.862277, 0.846465
================

0.13.0 버전부터 추가된 오타 교정 기능이 잘 작동하는지 확인하기 위해서는 다음과 같이 실행합니다.

$ ./kiwi-evaluator --model ../ModelGenerator ../eval_data/* --sbg --typo 6
Loading Time : 8726.69 ms
ArchType : avx2
LM Size : 33.6552 MB
Mem Usage : 943.961 MB

Test file: eval_data/web.txt
0.866503, 0.856685
Total (158 lines) Time : 440.98 ms
Time per Line : 2.79101 ms
================
Test file: eval_data/web_with_typos.txt
0.906406, 0.897511
Total (97 lines) Time : 167.255 ms
Time per Line : 1.72428 ms
================
Test file: eval_data/written.txt
0.940534, 0.941794
Total (33 lines) Time : 95.3002 ms
Time per Line : 2.88788 ms
================

================
Avg Score
0.904481, 0.898663
================

C API

include/kiwi/capi.h 를 참조하세요.

컴파일된 바이너리 다운로드

https://github.com/bab2min/Kiwi/releases 에서 Windows, Linux, macOS 버전으로 컴파일된 Library 파일과 모델 파일을 다운로드 받을 수 있습니다.

C# Wrapper

https://github.com/bab2min/kiwi-gui

Python3 Wrapper

또한 Python3용 API인 Kiwipiepy가 제공됩니다. 이에 대해서는 https://github.com/bab2min/kiwipiepy 를 참조하시길 바랍니다.

R Wrapper

mrchypark님께서 작업해주신 R언어용 wrapper인 elbird가 있습니다.

GO Wrapper

codingpot 커뮤니티가 작업해주신 go언어용 wrapper인 kiwigo가 있습니다.

응용 프로그램

Kiwi는 C# 기반의 GUI 형태로도 제공됩니다. 형태소 분석기는 사용해야하지만 별도의 프로그래밍 지식이 없는 경우 이 프로그램을 사용하시면 됩니다. 다음 프로그램은 Windows에서만 구동 가능합니다. https://github.com/bab2min/kiwi-gui 에서 다운받을 수 있습니다.

업데이트 내역

• v0.13

  • 형태소 분석 과정에서 간단한 오타를 교정하는 기능 추가
  • 장거리 형태소 간의 관계를 고려할 수 있는 SkipBigram 언어 모델 추가
  • 각종 버그 수정 & 언어 모델 정확도 개선

• v0.12

  • 동/형용사 형태소의 불규칙 활용 여부를 표시하는 태그 추가
  • 규칙/불규칙 활용 둘 다 가능한 걷다/묻다 동사에 대한 모호성 해소 기능 추가
  • 형태소를 결합하여 원본 텍스트를 복원하는 클래스인 kiwi::cmb::AutoJoiner 추가
  • 각종 버그 수정 & 언어 모델 정확도 개선

• v0.11

  • 이용자 사전을 관리하는 메소드 kiwi::Kiwi::addPreAnalyzedWord, kiwi::Kiwi::addRule가 추가되었습니다.
  • 분석 시 접두사/접미사 및 동/형용사 파생접미사의 분리여부를 선택할 수 있는 옵션 kiwi::Match::joinNounPrefix, kiwi::Match::joinNounSuffix, kiwi::Match::joinVerbSuffix, kiwi::Match::joinAdjSuffix가 추가되었습니다.
  • 결합된 형태소 kiwi::TokenInfo의 position, length가 부정확한 버그를 수정했습니다.
  • 이제 형태소 결합 규칙이 Kiwi 모델 내로 통합되어 kiwi::Kiwi::addWord로 추가된 동/형용사의 활용형도 정상적으로 분석이 됩니다.
  • 언어 모델의 압축 알고리즘을 개선하여 초기 로딩 속도를 높였습니다.
  • SIMD 최적화가 개선되었습니다.
  • 언어 모델 및 기본 사전을 업데이트하여 전반적인 정확도를 높였습니다.

• v0.10

  • 소스 코드 리팩토링. 인터페이스를 kiwi::KiwiBuilder(분석기 사전을 관리)와 kiwi::Kiwi(실제 형태소 분석을 수행)로 분할
  • CMake 적용
  • 언어 모델 엔진 재구현. 메모리 & 속도 최적화. 모델 파일 크기 최적화
  • Linux 환경에서 간헐적으로 발생하는 Segmentation Fault 해결

• v0.9

  • default.dict에 포함된 활용형 단어 때문에 발생하는 오분석 수정
  • custom allocator에서 발생하는 멀티스레딩 메모리 누수 해결
  • mimalloc과 연동가능하도록 옵션 추가 (-DUSE_MIMALLOC)
  • 형태소 탐색 시 조사/어미의 결합조건을 미리 고려하도록 변경, 속도 개선
  • 일부 명사(전랑 처럼 받침 + 랑으로 끝나는 미등재 명사) 입력시 분석이 실패하는 버그 수정
  • 공백문자만 포함된 문자열 입력시 분석결과가 /UN로 잘못나오는 문제 수정

• v0.8

  • URL, 이메일, 해시태그, 멘션 검출 추가
  • 치(하지), 컨대(하건대), 토록(하도록), 케(하게) 축약형이 포함된 동사 활용형 분석 개선
  • 사용자 사전에 알파벳이나 숫자, 특수 기호가 포함시 버그 수정
  • 특정 상황에서 결합조건이 무시되던 문제를 해결

• v0.7

  • 사전 로딩 속도 개선
  • 이형태 통합 유무 옵션 추가
  • 분석 속도 향상

• v0.6

  • 검색 알고리즘 최적화로 인한 속도 향상 (분석 속도: 0.33MB/s)
  • 전반적인 정확도 상승 (92%~96%까지)

• v0.5

  • 언어 모형 개선(Kneser-Ney 3-gram LM)
  • 전반적인 정확도 상승 (최소 89%에서 94%까지)
  • 코퍼스에서 미등록 단어 추출 기능 추가
  • 멀티스레딩 지원

• v0.4

  • 알고리즘 개선
  • 실행속도 약 101% 향상 (분석 속도: 0.28MB/s)

• v0.3

  • 알고리즘 및 메모리 관리 최적화
  • 실행속도 약 86% 향상 (분석 속도: 0.14MB/s)

• v0.2

  • 정확도 85%까지 향상.
  • 상호정보량 맵을 이용하여 분석 모호성 감소
  • 서술격 조사 생략 추적 가능해짐
  • (분석 속도: 0.08MB/s)

• v0.1

  • 첫 릴리즈. 약 80% 정확도

품사 태그

세종 품사 태그를 기초로 하되, 일부 품사 태그를 추가/수정하여 사용하고 있습니다.

^* 세종 품사 태그와 다른 독자적인 태그입니다.

0.12.0 버전부터 VV, VA, VX, XSA 태그에 불규칙 활용여부를 명시하는 접미사 -R와 -I이 덧붙을 수 있습니다. -R은 규칙 활용, -I은 불규칙 활용을 나타냅니다.

성능

결과 예시

프랑스의 세계적인 의상 디자이너 엠마누엘 웅가로가 실내 장식용 직물 디자이너로 나섰다.
(정답) 프랑스/NNP	의/JKG	세계/NNG	적/XSN	이/VCP	ㄴ/ETM	의상/NNG	디자이너/NNG	엠마누엘/NNP	웅가로/NNP	가/JKS	실내/NNG	장식/NNG	용/XSN	직물/NNG	디자이너/NNG	로/JKB	나서/VV	었/EP	다/EF	./SF
(Kiwi) 프랑스/NNP	의/JKG	세계/NNG	적/XSN	이/VCP	ᆫ/ETM	의상/NNG	디자이너/NNG	엠마누/NNP	에/JKB	ᆯ/JKO	웅가로/NNP	가/JKS	실내/NNG	장식/NNG	용/XSN	직물/NNG	디자이너/NNG	로/JKB	나서/VV	었/EP	다/EF	./SF

둥글둥글한 돌은 아무리 굴러도 흔적이 남지 않습니다.
(정답) 둥글둥글/MAG	하/XSA	ㄴ/ETM	돌/NNG	은/JX	아무리/MAG	구르/VV	어도/EC	흔적/NNG	이/JKS	남/VV	지/EC	않/VX	습니다/EF	./SF
(Kiwi) 둥글둥글/MAG	하/XSA	ᆫ/ETM	돌/NNG	은/JX	아무리/MAG	구르/VV	어도/EC	흔적/NNG	이/JKS	남/VV	지/EC	않/VX	습니다/EF	./SF

하늘을 훨훨 나는 새처럼
(정답) 하늘/NNG	을/JKO	훨훨/MAG	날/VV	는/ETM	새/NNG	처럼/JKB
(Kiwi) 하늘/NNG	을/JKO	훨훨/MAG	날/VV	는/ETM	새/NNG	처럼/JKB

아버지가방에들어가신다
(정답) 아버지/NNG	가/JKS	방/NNG	에/JKB	들어가/VV	시/EP	ㄴ다/EF
(Kiwi) 아버지/NNG	가/JKS	방/NNG	에/JKB	들어가/VV	시/EP	ᆫ다/EC

데모

https://lab.bab2min.pe.kr/kiwi 에서 데모를 실행해 볼 수 있습니다.

라이센스

Kiwi는 LGPL v3 라이센스로 배포됩니다.

이메일: [email protected]

블로그: http://bab2min.tistory.com/560

기여하기

자세한 내용은 CONTRIBUTING.md 에서 확인해주세요.

인용하기

DOI 혹은 아래의 BibTex를 이용해 인용해주세요.

@software{minchul_lee_2022_kiwi,
  author       = {Minchul Lee},
  title        = {Kiwi, Korean Intelligent Word Identifier},
  month        = june,
  year         = 2022,
  version      = {v0.13.0},
  doi          = {10.5281/zenodo.6761939},
  publisher = {GitHub},
  journal = {GitHub repository},
  howpublished = {\url{https://github.com/bab2min/Kiwi}}
}