Анализируйте текстовые данные Используя модели темы

Скрипт Open Live Script

В этом примере показано, как использовать модель темы Скрытого выделения Дирихле (LDA), чтобы анализировать текстовые данные.

Модель Latent Dirichlet Allocation (LDA) является моделью темы, которая обнаруживает базовые темы в наборе документов и выводит вероятности слова в темах.

Загрузите и извлеките текстовые данные

Загрузите данные в качестве примера. Файл factoryReports.csv содержит отчеты фабрики, включая текстовое описание и категориальные метки для каждого события.

data = readtable("factoryReports.csv",TextType="string");
head(data)
ans=8×5 table
                                 Description                                       Category          Urgency          Resolution         Cost 
    _____________________________________________________________________    ____________________    ________    ____________________    _____

    "Items are occasionally getting stuck in the scanner spools."            "Mechanical Failure"    "Medium"    "Readjust Machine"         45
    "Loud rattling and banging sounds are coming from assembler pistons."    "Mechanical Failure"    "Medium"    "Readjust Machine"         35
    "There are cuts to the power when starting the plant."                   "Electronic Failure"    "High"      "Full Replacement"      16200
    "Fried capacitors in the assembler."                                     "Electronic Failure"    "High"      "Replace Components"      352
    "Mixer tripped the fuses."                                               "Electronic Failure"    "Low"       "Add to Watch List"        55
    "Burst pipe in the constructing agent is spraying coolant."              "Leak"                  "High"      "Replace Components"      371
    "A fuse is blown in the mixer."                                          "Electronic Failure"    "Low"       "Replace Components"      441
    "Things continue to tumble off of the belt."                             "Mechanical Failure"    "Low"       "Readjust Machine"         38

Извлеките текстовые данные из поля Description.

textData = data.Description;
textData(1:10)
ans = 10×1 string
    "Items are occasionally getting stuck in the scanner spools."
    "Loud rattling and banging sounds are coming from assembler pistons."
    "There are cuts to the power when starting the plant."
    "Fried capacitors in the assembler."
    "Mixer tripped the fuses."
    "Burst pipe in the constructing agent is spraying coolant."
    "A fuse is blown in the mixer."
    "Things continue to tumble off of the belt."
    "Falling items from the conveyor belt."
    "The scanner reel is split, it will soon begin to curve."

Подготовьте текстовые данные к анализу

Создайте функцию, которая маркирует и предварительно обрабатывает текстовые данные, таким образом, они могут использоваться для анализа. Функциональный preprocessText, перечисленный в разделе Preprocessing Function примера, выполняет следующие шаги в порядке:

  1. Маркируйте текст с помощью tokenizedDocument.

  2. Lemmatize слова с помощью normalizeWords.

  3. Сотрите пунктуацию с помощью erasePunctuation.

  4. Удалите список слов остановки (такой как "и", и) использование removeStopWords.

  5. Удалите слова с 2 или меньшим количеством символов с помощью removeShortWords.

  6. Удалите слова с 15 или больше символами с помощью removeLongWords.

Подготовьте текстовые данные к анализу с помощью preprocessText функция.

documents = preprocessText(textData);
documents(1:5)
ans = 
  5×1 tokenizedDocument:

    6 tokens: item occasionally get stuck scanner spool
    7 tokens: loud rattling bang sound come assembler piston
    4 tokens: cut power start plant
    3 tokens: fry capacitor assembler
    3 tokens: mixer trip fuse

Создайте модель сумки слов из маркируемых документов.

bag = bagOfWords(documents)
bag = 
  bagOfWords with properties:

          Counts: [480×338 double]
      Vocabulary: [1×338 string]
        NumWords: 338
    NumDocuments: 480

Удалите слова из модели сумки слов, которые имеют, не появляются больше чем два раза всего. Удалите любые документы, содержащие слова из модели сумки слов. 

bag = removeInfrequentWords(bag,2);
bag = removeEmptyDocuments(bag)
bag = 
  bagOfWords with properties:

          Counts: [480×158 double]
      Vocabulary: [1×158 string]
        NumWords: 158
    NumDocuments: 480

Подбирайте модель LDA

Подбирайте модель LDA с 7 темами. Для примера, показывающего, как выбрать количество тем, смотрите, Выбирают Number of Topics for LDA Model. Чтобы подавить многословный выход, установите Verbose опция к 0. Для воспроизводимости используйте rng функция с "default" опция.

rng("default")
numTopics = 7;
mdl = fitlda(bag,numTopics,Verbose=0);

Если у вас есть большой набор данных, то стохастический аппроксимированный вариационный решатель Бейеса обычно лучше подходит, когда он может подбирать хорошую модель в меньшем количестве передач данных. Решатель по умолчанию для fitlda (свернутый Гиббс, производящий), может быть более точным за счет занимания больше времени, чтобы запуститься. Чтобы использовать стохастического аппроксимированного вариационного Бейеса, установите Solver опция к "savb". Для примера, показывающего, как сравнить решатели LDA, смотрите, Сравнивают Решатели LDA.

Визуализируйте темы Используя Word Clouds

Можно использовать облака слова, чтобы просмотреть слова с самыми высокими вероятностями в каждой теме. Визуализируйте темы с помощью облаков слова.

figure
t = tiledlayout("flow");
title(t,"LDA Topics")

for i = 1:numTopics
    nexttile
    wordcloud(mdl,i);
    title("Topic " + i)
end

Просмотрите смеси тем в документах

Создайте массив маркируемых документов для набора ранее невидимых документов с помощью той же функции предварительной обработки в качестве обучающих данных.

str = [
    "Coolant is pooling underneath assembler."
    "Sorter blows fuses at start up."
    "There are some very loud rattling sounds coming from the assembler."];

newDocuments = preprocessText(str);

Используйте transform функционируйте, чтобы преобразовать документы в векторы из вероятностей темы. Обратите внимание на то, что для очень коротких документов, смеси темы не могут быть сильным представлением содержимого документа.

topicMixtures = transform(mdl,newDocuments);

Постройте вероятности тематики документа первого документа в столбчатой диаграмме. Чтобы пометить темы, используйте лучшие три слова соответствующей темы.

for i = 1:numTopics
    top = topkwords(mdl,3,i);
    topWords(i) = join(top.Word,", ");
end

figure
bar(topicMixtures(1,:))

xlabel("Topic")
xticklabels(topWords);
ylabel("Probability")
title("Document Topic Probabilities")

Визуализируйте несколько смесей темы с помощью сложенных столбчатых диаграмм. Визуализируйте смеси темы документов.

figure
barh(topicMixtures,"stacked")
xlim([0 1])

title("Topic Mixtures")
xlabel("Topic Probability")
ylabel("Document")

legend(topWords, ...
    Location="southoutside", ...
    NumColumns=2)

Предварительная обработка функции

Функциональный preprocessText, выполняет следующие шаги в порядке:

  1. Маркируйте текст с помощью tokenizedDocument.

  2. Lemmatize слова с помощью normalizeWords.

  3. Сотрите пунктуацию с помощью erasePunctuation.

  4. Удалите список слов остановки (такой как "и", и) использование removeStopWords.

  5. Удалите слова с 2 или меньшим количеством символов с помощью removeShortWords.

  6. Удалите слова с 15 или больше символами с помощью removeLongWords.

function documents = preprocessText(textData)

% Tokenize the text.
documents = tokenizedDocument(textData);

% Lemmatize the words.
documents = addPartOfSpeechDetails(documents);
documents = normalizeWords(documents,Style="lemma");

% Erase punctuation.
documents = erasePunctuation(documents);

% Remove a list of stop words.
documents = removeStopWords(documents);

% Remove words with 2 or fewer characters, and words with 15 or greater
% characters.
documents = removeShortWords(documents,2);
documents = removeLongWords(documents,15);

end

Смотрите также

| | | | | | | | |

Похожие темы

Документация Text Analytics Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте