Разбиение веб-страниц на семантические блоки

389ee6c10abe98f50222f9ab6cca38a3
Пример работы алгоритма на сайте Автокадабра.

Задача

Наверное, все знают про сервис «Вебвизор», который позволяет записывать действия посетителей вашего сайта и просматривать их в режиме видео. Инструмент интересный, но когда на сайте много посетителей, составить картину жизни сайта проблематично, каждый ролик не посмотришь, и сгруппировать их нельзя.

Гораздо полезней отследить взаимодействие посетителей с сайтом, выяснить чем живёт сайт, с возможностью охватить одновременно множество посетителей. В итоге, появилась идея записывать информацию в виде осмысленного списка действий посетителей:

  • Dima: переход на сайт с поисковой системы Yandex RU по запросу sepyra (3м. 10 сек. назад)
  • Dima: переход со страницы «Веб-аналитика Sepyra | Официальный сайт» на страницу «О системе | Веб-аналитика Sepyra (1 м. 30 сек. назад)
  • Dima: выделение текста «времени» в блоке «Одна из ключевых особенностей веб-аналитики Sepyra — возможность… кто хочет быть в курсе каждого шага посетителей» (40 сек. назад)
  • Dima: средний интерес к подблоку «Подключиться» в блоке «Тарифы О системе FAQ Контакты Русский English Подключиться Войти» (20 сек. назад)
  • Dima: заполнение/изменение поля «Ваше имя» в форме «Регистрация» (10 сек. назад)

Запись состоит из двух частей: блок в котором происходит действие посетителя и само действие, например — выделение текста «времени» в блоке «Одна из ключевых особенностей …«. Для этого описания необходимо определить блок на странице и его имя. Если с именем было более-менее понятно, то над выделением блоков пришлось подумать.

Варианты решения

Первый шаг — поиск существующих решений этой задачи. Один из них «Метод разбиения веб-страниц на семантические блоки с целью выявления схожих документов» (Д. И. Косинов. Воронежский государственный университет). Здесь определялся наибольший элемент и вынимался из страницы, и так до тех пор пока оставался контент. Чтобы не вытащить сразу весь <BODY>, в функцию веса был введён показатель глубины узла с целью выделять блоки по возможности на более низких уровнях. В процессе реализации и тестирования, выяснилось что проблема возникает в нескольких местах, во первых, требуется правильно подобрать коэффициенты для функции веса, во-вторых, после удаления контента на странице остаются «дырки», и следующий блок получается рваным, например блок 4 на рисунке.
71bdc8f8d839d7acd2ee74a47836ef68

После этого начали прорабатываться свои решения, одним из вариантов было выделять блоки с определенной длиной контента, который оказался не совсем удачным. Как-то вечером пришло другое решение, ставшее окончательным. Суть была проста, зачем искать семантические блоки на странице, когда вёрстка в основном итак объединяет блоки по смыслу, необходимо только определить до какого уровня разбивать блоки и какие именно.

Окончательный вариант

 

Алгоритм разбиения веб-страницы на блоки

Основная идея алгоритма заключается в предположении, что объединённые общим смыслом элементы веб-страницы зачастую имеют общего родителя в дереве DOM. Экспериментальным путём было установлено, что число обособленных смысловых блоков на странице в среднем равно квадратному корню из числа элементов на самом нижнем уровне дерева DOM (т. е. квадратному корню из числа элементов, не имеющих дочерних).
Коротко алгоритм можно описать следующими шагами:

  1. Помещаем в массив корневой элемент дерева DOM
  2. Пока число элементов в массиве меньше квадратного корня из числа элементов на нижнем уровне дерева DOM повторяем следующий цикл:
    1. Выбираем элемент с наибольшим весом, имеющий дочерние элементы. Если такого нет, то выходим.
    2. Если же подходящий элемент был найден, удаляем его из массива, добавляем в массив дочерние элементы удалённого и возвращаемся к началу цикла.

 

Пример функции разбиения

function getSeparatedNodes(rootObj, numBlocks) { 
    var nodes = [rootObj]; 

    while (nodes.length < numBlocks) { 
        var maxWeightNode = nodes[0];  
        var nodeIndex = 0; 

        for (var i = 0; i < nodes.length; i++) { 
            if (((nodes[i].weight > maxWeightNode.weight) 
                          || (maxWeightNode.lowerChildrenCount == 1))   && (nodes[i].lowerChildrenCount > 1)) { 
                maxWeightNode = nodes[i]; 
                nodeIndex = i; 
            } 
        } 

        if (maxWeightNode.lowerChildrenCount <= 1) { 
            break; 
        } 

        nodes.splice(nodeIndex, 1); 
        nodes = nodes.concat(maxWeightNode.children); 
    } 	 
    return nodes; 
}

 

Вес элемента

Вес определят, какой следующий элемент будет разбит на дочерние, он учитывает как размер содержимого, так и площадь элемента,
Вес_элемента = log(длина_текста * 0.1 + 1.01) * log(площадь * 0.9 + 0.11).
Больший приоритет отдаётся площади элемента, магические числа 1.01 и 0.11 ограничивают логарифм, чтобы вес оставался положительным числом. Пустые узлы алгоритмом исключаются, поэтому минимальные значения размеров текста и площади составляют единицу. Для объектов, которые не могут содержать внутри текст (изображения, встроенные объекты и т. д.), параметр длина_текста считается как площадь / 140 (140 — среднее значение площади одного символа текста). При подсчёте длины текста исключаются повторяющиеся пробелы, а также не учитывается внутренний текст элементов <STYLE> и <SCRIPT>.

Название блока

Поиск названия блока достаточно прост:

  1. Внутри блока ищутся заголовочные элементы (H1 — H6)
  2. Если заголовочных элементов не найдено, ищутся элементы с максимальным размером шрифта
  3. Если у всех элементов шрифт одинаковый, ищутся элементы с максимальной жирностью шрифта
  4. Если у всего текста одинаковая жирность шрифта, берётся начало и конец текста.

Что получилось

Ниже представлены примеры, того, что вышло в итоге (картинки кликабельны):

Автокадабра
f38991e8673fe4e028c5b013c8c3c356

Sepyra
94c8a185853b275128ad68736af0d5e4

Список статей на Хабре
e06526f8f949ad0c46fc5084b243b43d

По такому же алгоритму, возможно разделить блок на подблоки:

32626be594617ed47dbfeede36baef4a

В живую можно посмотреть здесь, также и другие примеры.

Похожие решения

Также нашлось множество патентов, по данной тематике, может кому пригодится.

  1. Патент «APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAYING WEB PAGE IN MOBILE COMMUNICATION TERMINAL» (US 2007/0110037 A1), представляет метод разделения веб-страницы на блоки для отображения на мобильных устройствах (если далее по тексту — чтобы каждому блоку соответствовала своя клавиша, что удобно для навигации);
  2. Патент US 2011/0289435 A1, делит страницу на блоки для отображения на экране телевизора, когда для навигации используется пульт от телевизора;
  3. Патент US 2004/0103371 A1, страница делится на блоки, но уже для того, чтобы лучше отображаться на устройствах с маленьким экраном, причем блоки ранжируются в зависимости от интересности для пользователя, которая высчитывается по тому, как часто пользователь эти самые блоки просматривает;
  4. Патент US 2011/0285750 A1, для удобного отображения веб-страницы на разных экранах;
  5. Патент US 2012/0005573 A1 отслеживает, чем интересуется пользователь, потом подсвечивает ему эту область страницы;
  6. Патент US 2006/0149726 A1 сегментация веб-страницы, с учетом эвристического анализа;
  7. Патент US 2005/0066269 A1 (Устройство и метод извлечения информационных блоков с веб-страниц), представлено несколько методов сегментирования веб-страницы на информационные блоки, на основе повторяющихся шаблонов
    39ae6785aea641d00dd0521a69e1771d

Вывод

Алгоритм получился рабочим, достаточно простым и понятным, что немаловажно. Из минусов, не слишком устойчив, небольшие изменения кода он переживёт, но при добавлении виджетов на страницу, других изменениях структуры документа, блоки могут разбиться иначе.