文本去重：sim哈希算法

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分析数据前，我们需要对数据去重，如何选择和设计文本的去重算法？
常见的去重算法有：余弦夹角算法、欧式距离、Jaccard相似度、最长公共子串、编辑距离等。这些算法是先将两篇文章分别进行分词，得到一系列特征向量，然后计算特征向量之间的距离（可以计算它们之间的欧氏距离、海明距离或者夹角余弦等等），从而通过距离的大小来判断两篇文章的相似度。这些算法对于数据量小的文本还比较好用，我们如何对于这些海量千万级的数据进行高效的合并去重？

sim哈希算法原理

参考论文：Similarity estimation techniques from rounding algorithms，论文分为以下几部分，如下图所示：

1. 分词。 去停用词后，为每个词加上tf-idf权重。我们假设权重分为5个级别（1~5）。
例如：“ 美国“51区”雇员称内部有9架飞碟，曾看见灰色外星人 ” ==> 分词后为 “ 美国（4） 51区（5）雇员（3）称（1）内部（2）有（1） 9架（3）飞碟（5）曾（1）看见（3）灰色（4）外星人（5）”，括号里是代表单词在整个句子里重要程度，数字越大越重要。
2. 哈希算法。 每个词通过hash函数生成固定位数二进制哈希值，要把文章变为数字计算才能提高相似度计算性能。
例如：“美国”通过hash算法计算为 100101,“51区”通过hash算法计算为 101011。
3. 加权。 根据步骤2哈希算法生成的结果，按照单词的权重形成加权数字串。
例如：“美国（4）”的hash值为“100101”，通过加权计算为“4 -4 -4 4 -4 4”；“51区（5）”的hash值为“101011”，通过加权计算为 “ 5 -5 5 -5 5 5”。
4. 合并。 分别把单个句子每个词的序列值累加生成对应的一个序列串。
例如：将步骤3中每个单词的序列值相加，结果为“17 -17 1 -1 1 17”。
5. 降维。 将步骤4单个句子生成的序列串变成0-1串，形成我们最终的simhash签名值。大于0 记为 1，小于0 记为 0。
例如：将步骤4中结果转换为“1 0 1 0 1 1”。

图1 sim哈希的计算过程

sim哈希算法应用

每篇文档得到Sim哈希签名值后，接着计算两个签名的海明距离即可。根据经验值，对64位的Sim哈希值，海明距离在3以内的可认为相似度比较高。

海明距离的求法：异或，同0异1。两个二进制数“异或”后得到1的个数，即为海明距离的大小。

具体操作：

我们可以把 64 位的二进制simhash签名均分成4块，每块16位。根据鸽巢原理（也称抽屉原理），如果两个签名的海明距离在 3 以内，它们必有一块完全相同。如下图所示：
把分成的4 块中的每一个块（即16位）分别作为前16位，生成四份table来进行查找。
采用精确匹配的方式查找前16位
如果样本库中存有2³⁴（差不多10亿）的哈希指纹，则每个table返回2^(34-16)=262144个候选结果，大大减少了海明距离的计算成本。