独家 | 利用Python实现主题建模和LDA 算法（附链接）

作者：Susan Li翻译：陈之炎校对：陈汉青
本文约1900字，建议阅读5分钟在这篇文章，我们将LDA应用于一组文档，并将文档按照主题分类。

标签：LDA 算法

主题建模是一种用于找出文档集合中抽象“主题”的统计模型。LDA（Latent Dirichlet Allocation）是主题模型的一个示例，用于将文档中的文本分类为特定的主题。LDA算法为每一个文档构建出一个主题，再为每一个主题添加一些单词，该算法按照Dirichlet分布来建模。

那便开始吧！

数据

在这里将使用到的数据集是15年内发布的100多万条新闻标题的列表，可以从Kaggle下载。

先来看看数据。

1048575

图1

数据预处理

执行以下步骤：

• 标记化——将文本分成句子，将句子分成单词，把单词变为小写，去掉标点符号。
• 删除少于3个字符的单词。
• 删除所有的句号。
• 词形还原——将第三人称的单词改为第一人称，将过去和未来时态中的动词改为现在时。
• 词根化——将单词简化为词根形式。

加载gensim 和nltk库

[nltk_data] Downloading package wordnet to[nltk_data] 
C:\Users\SusanLi\AppData\Roaming\nltk_data…[nltk_data] Package wordnet is already up-to-date!
True

编写一个函数，对数据集执行词形还原和词干预处理。

预处理之后选择要预览的文档。

源文件:
[‘rain’, ‘helps’, ‘dampen’, ‘bushfires’]
标记化和词形还原后的文件:
[‘rain’, ‘help’, ‘dampen’, ‘bushfir’]
成了!
预处理标题文本，将结果保存为“processed_docs’

图2

数据集的词袋

由 “processed_docs”创建一个字典，其中包含单词出现在训练集中的次数。

0 broadcast
1 communiti
2 decid
3 licenc
4 awar
5 defam
6 wit
7 call
8 infrastructur
9 protect
10 summit

Gensim filter_extremes

过滤出以下几种情况下的单词：

• 在少于15个文档中出现（绝对数）或
• 在总语料库中占比分数超过0.5

以上两步之后，只保留前10万最频繁出现的单词。

Gensim doc2bow

为每个文档创建一个字典来报告单词和这些单词出现的次数，将其保存到“bow_corpus”，然后再次检查选定的文档。

[(76, 1), (112, 1), (483, 1), (3998, 1)]

预览样本预处理文件的词袋。

Word 76 (“bushfir”) appears 1 time.
Word 112 (“help”) appears 1 time.
Word 483 (“rain”) appears 1 time.
Word 3998 (“dampen”) appears 1 time.

TF-IDF

利用models.TfidfModel模型，创建 ‘bow_corpus’的 tf-idf模型对象，并将其保存到“tfidf”。对整个语料库进行tfidf转换，并将其命名为“corpus_tfidf’。最后，预览第一份文件的TF-IDF分数值。

[(0, 0.5907943557842693),
(1, 0.3900924708457926),
(2, 0.49514546614015836),
(3, 0.5036078441840635)]

使用词袋运行LDA

使用gensim.models.LdaMulticore训练LDA模型并将其保存到“lda_model’

计算每个主题下出现的单词及其相对权重。

图3

你能用每个主题中的单词及其相应的权重来区分不同的主题吗？

利用TF-IDF 运行LDA

图4

现在，你能用每个主题中的单词及其相应的权重来区分不同的主题吗？

评估利用LDA词袋模型对样本文档进行分类的效果

检查将测试文件归为哪一类。

[‘rain’, ‘help’, ‘dampen’, ‘bushfir’]

图5

测试文档被模型精确归类为可能性最大的那个主题，说明分类准确。

评估LDA TF-IDF模型对样本文档进行分类的效果

图6

测试文档被模型精确归类为可能性最大的那个主题，说明分类准确。

隐含文档上的测试模型

图7

源代码可以在GitHub上找到。期待听到您的反馈或问题。

参考资料：

https://www.udacity.com/course/natural-language-processing-nanodegree--nd892

原文标题：

利用Python实现主题建模和LDA 算法

原文链接：

https://towardsdatascience.com/topic-modeling-and-latent-dirichlet-allocation-in-python-9bf156893c24

编辑：王菁

校对：汪雨晴

译者简介

陈之炎，北京交通大学通信与控制工程专业毕业，获得工学硕士学位，历任长城计算机软件与系统公司工程师，大唐微电子公司工程师，现任北京吾译超群科技有限公司技术支持。目前从事智能化翻译教学系统的运营和维护，在人工智能深度学习和自然语言处理（NLP）方面积累有一定的经验。业余时间喜爱翻译创作，翻译作品主要有：IEC-ISO 7816、伊拉克石油工程项目、新财税主义宣言等等，其中中译英作品“新财税主义宣言”在GLOBAL TIMES正式发表。能够利用业余时间加入到THU 数据派平台的翻译志愿者小组，希望能和大家一起交流分享，共同进步。