本文是一个使用sklearn中的TruncatedSVD进行文本主题分析的简要demo。通过主题分析，我们可以得到一个语料中的关键主题，即各个词语在主题中的重要程度，各个文章在各个主题上的倾向程度。并且可以根据它们，得到主题对应的关键词以及代表性文本。

下面介绍的形式是LSI（潜在语义分析），主题模型中较早也较为简单的一种，在sklearn库中以TruncatedSVD的形式实现，使用非常方便，现在进入代码：

In [1]:

from sklearn.decomposition import TruncatedSVD # namely LSA/LSI(即潜在语义分析)
from sklearn.feature_extraction.text import TfidfVectorizer
import numpy as np
使用TF-IDF对文本进行预处理,将文本化为向量的表示形式

TfidfVectorizer的基本用法以及对中文的处理可以见我之前的一篇博文 sklearn: TfidfVectorizer 中文处理及一些使用参数

In [2]:

# ♪ Until the Day ♪ by JJ Lin 林俊杰
docs = ["In the middle of the night",
"When our hopes and fears collide",
"In the midst of all goodbyes",
"Where all human beings lie",
"Against another lie"]
vectorizer = TfidfVectorizer()
X = vectorizer.fit_transform(docs)
terms = vectorizer.get_feature_names()
print(terms)
['against', 'all', 'and', 'another', 'beings', 'collide', 'fears', 'goodbyes', 'hopes', 'human', 'in', 'lie', 'middle', 'midst', 'night', 'of', 'our', 'the', 'when', 'where']
使用TruncatedSVD,把原先规模为(文本数，词汇数)的特征矩阵X化为规模为(文本数，主题数)的新特征矩阵X2：

(由于主题数一般比词汇数少，这一方法也可以用来降维，以进行分类或聚类操作)

In [3]:

n_pick_topics = 3 # 设定主题数为3
lsa = TruncatedSVD(n_pick_topics)
X2 = lsa.fit_transform(X)
X2
Out[3]:

array([[ 8.26629804e-01, -2.46905901e-01, -0.00000000e+00],
[ 4.66516068e-16, 8.40497045e-16, 1.00000000e+00],
[ 8.66682085e-01, -9.09029610e-02, -1.11022302e-16],
[ 2.80099067e-01, 7.28669961e-01, -6.38342104e-16],
[ 1.03123637e-01, 7.63975842e-01, -4.43944669e-16]])
X2[i,t]为第i篇文档在第t个主题上的分布，所以该值越高的文档i，可以认为在主题t上更有代表性，我们便以此筛选出最能代表该主题的文档。

In [4]:

n_pick_docs= 2
topic_docs_id = [X2[:,t].argsort()[:-(n_pick_docs+1):-1] for t in range(n_pick_topics)]
topic_docs_id
Out[4]:

[array([2, 0], dtype=int64),
array([4, 3], dtype=int64),
array([1, 0], dtype=int64)]
lsa.components_ 为规模为(主题数，词汇数)的矩阵,其(t,j)位置的元素代表了词语j在主题t上的权重，同样以此获得主题关键词：

In [5]:

n_pick_keywords = 4
topic_keywords_id = [lsa.components_[t].argsort()[:-(n_pick_keywords+1):-1] for t in range(n_pick_topics)]
topic_keywords_id
Out[5]:

[array([17, 15, 10, 1], dtype=int64),
array([11, 3, 0, 4], dtype=int64),
array([16, 2, 18, 8], dtype=int64)]
In [6]:

for t in range(n_pick_topics):
print("topic %d:" % t)
print(" keywords: %s" % ", ".join(terms[topic_keywords_id[t][j]] for j in range(n_pick_keywords)))
for i in range(n_pick_docs):
print(" doc %d" % i)
print("\t"+docs[topic_docs_id[t][i]])
topic 0:
keywords: the, of, in, all
doc 0
In the midst of all goodbyes
doc 1
In the middle of the night
topic 1:
keywords: lie, another, against, beings
doc 0
Against another lie
doc 1
Where all human beings lie
topic 2:
keywords: our, and, when, hopes
doc 0
When our hopes and fears collide
doc 1
In the middle of the night
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