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LDA 初见（JGibbLDA-v.1.0 eclipse使用）

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参考： Eclipse下使用JGibbLDA使用总结

一、下载和初次使用JGibbLDA

1、导入JGibbLDA-v.1.0项目（参考上面链接）

2、在LDA.java右键“run”--->“run configurations”填入

-est -dir models/casestudy-en/ -alpha 0.5 -beta 0.1 -ntopics 100 -niters 1000 -savestep 100 -twords 20 -dfile newdocs.dat

-est -dir models/hanz/ -alpha 0.5 -beta 0.1 -ntopics 100 -niters 1000 -savestep 100 -twords 20 -dfile newdocs.dat

-est 表示进行模型估计；另外还有两个可选的为-estc继续估计；还有一个-inf为利用训练好的模型来估计新文档。

-alpha 0.5 -beta 0.1

这个两个参数涉及了很多看了就头大的公式，直观上比较好理解的引用梁斌penny的说法“其中α，大家可以调大调小了试试看，调大了的结果是每个文档接近同一个topic，即让p(wi|topici)发挥的作用小，这样p(di|topici)发挥的作用就大。其中的β，调大的结　　　　果是让p(di|topici)发挥的作用变下，而让p(wi|topici)发挥的作用变大，体现在每个topic更集中在几个词汇上面，或者而每个词汇都尽可能的百分百概率转移到一个topic上。”

就我个人而言，因为不知道怎么用。所以一直都是选用的0.5和0.1这两个。

GibbsLDA++的文档中说明了alpha默认使用topic数目除以100.

-niters 2000  迭代次数，一般需要1000次以上才能收敛，达到较好的效果。 

LDA [options ...] [arguments...]

 -alpha N     : Specify alpha

 -beta N      : Specify beta

 -dfile VAL   : Specify data file

 -dir VAL     : Specify directory

 -est         : Specify whether we want to estimate model from scratch   /×-est 此参数初次训练lda模型;
 -estc        : Specify whether we want to continue the last estimation   -estc:此参数用于从已有的模型当中训练lda模型;

 -inf         : Specify whether we want to do inference  -inf: 此参数用于对新的文档进行测试;×/
 -model VAL   : Specify the model name

 -niters N    : Specify the number of iterations

 -ntopics N   : Specify the number of topics

 -savestep N  : Specify the number of steps to save the model since the last save

 -twords N    : Specify the number of most likely words to be printed for each topic

 -withrawdata : Specify whether we include raw data in the input

 -wordmap VAL : Specify the wordmap file

参考： http://blog.csdn.net/memray/article/details/16810763

http://blog.csdn.net/huagong_adu/article/details/7937616

二、JGibbLDA的参数基本上有下面几个 ： 

 从上图可以看出，LDA的三个表示层被三种颜色表示出来：

        . corpus-level（红色）：α和β表示语料级别的参数，也就是每个文档都一样，因此生成过程只采样一次。

        .document-level（橙色）：θ是文档级别的变量，每个文档对应一个θ，也就是每个文档产生各个主题z的概率是不同的，所有生成每个文档采样一次θ。

        . word-level（绿色）：z和w都是单词级别变量，z由θ生成，w由z和β共同生成，一个 单词w对应一个主题z。

        通过上面对LDA生成模型的讨论，可以知道LDA模型主要是从给定的输入语料中学习训练两个控制参数α和β，学习出了这两个控制参数就确定了模型，便可以用来生成文档。其中α和β分别对应以下各个信息：

        α：分布p(θ)需要一个向量参数，即Dirichlet分布的参数，用于生成一个主题θ向量；

        β：各个主题对应的单词概率分布矩阵p(w|z)。

        把w当做观察变量，θ和z当做隐藏变量，就可以通过EM算法学习出α和β，求解过程中遇到后验概率p(θ,z|w)无法直接求解，需要找一个似然函数下界来近似求解，原文使用基于分解（factorization）假设的变分法（varialtional inference）进行计算，用到了EM算法。每次E-step输入α和β，计算似然函数，M-step最大化这个似然函数，算出α和β，不断迭代直到收敛。
  1. #-est 此参数初次训练lda模型;
  2. #-estc:此参数用于从已有的模型当中训练lda模型;
  3. #-inf: 此参数用于对新的文档进行测试;
  4. #-model <string>: 已有的模型的名称;
  5. #-alpha<double>:α超参数，默认是50/k，k为主题数量;
  6. #-beta <double>: β超参数，默认为0.1;
  7. #-ntopics <int>: 主题数量，默认100;
  8. #-niters <int>: gibbs抽样迭代次数，默认为2000;
  9. #-savestep <int>: 保持模型的迭代次数，即每迭代多少次将保持一次结果模型。默认为200;
  10. # -tword s <int>: 每个主题最可能的单车数量。默认为0，如果设定大于0，比如20，jgibblda将会根据此参数在每次保持模型时为每个主题打印出最可能的20个词;
  11. #-dir <string>: 输入词集文件夹目录;此目录也是模型结果输出目录
  12. # -dfile <string>: 输入词集文件名称

参数说明和设置

//Specify whether we want to estimate modelfrom scratch

boolean est= false ;  /////是否开始训练模型

//Specify whether we want to continue thelast estimation

决定是否是基于先前已有的模型基础上继续用新数据训练模型

boolean estc= false ;

//Specify whether we want to do inference

boolean inf= true ;    /////是否使用先前已经训练好的模型进行推断

String dir= "";  //Specify directory  ////数据结果（模型数据）保存位置

String dfile= "";  //Specify resource data filename    /////训练数据或原始数据文件名

//Specify the model level to which you wantto applied. ///

String modelName= "";  ////选择使用哪一个迭代的模型结果来进行推断

int K= 100;  //Specify the number of topics  /////类簇数目，谨慎设置

double alpha= 0.2;  //Specify alpha //////平滑系数

double beta= 0.1;  //Specify beta

int niters= 1000;  //Specify the number of iterations  /////迭代数目，谨慎设置

//Specify the number of steps to save themodel since the last save.

//The step (counted by the number ofGibbssampling iterations)

//at which the LDA model is saved to harddisk.

//指定把迭代结果模型保存到硬盘上的迭代跨度，即每迭代10次保存一次。

int savestep= 100;

//Specify the number of most likely wordsto be printed for each topic

int twords= 100;   /////对每一个类别（话题）选前多少个最大概率词项

//Specify whether we include raw data in theinput

public boolean withrawdata= false ;

//Specify thewordmapfile

public String wordMapFileName= "wordmap.txt";  /////生成的副产品的文件名

三、输入词集格式

一般如下

[m]
[document 1 ]
[document 2 ]
...
[document m ]

其中：

第一行为该数据文件有多少条记录数。然后每一行记录按行排列。

这里的“记录”的格式又规定为：

[documenti]= [wordi1] [wordi2] ... [wordiNi]

其中：[wordiNi]为[documenti]的各个词项，以空格分隔。

众所周知，对词项集合进行预处理，如去除停用词、主干提取等，对结果精度的提升有较大帮助。

在基于所属宝贝属性序列的用户聚类中，预处理这一步可以省略。因为提取属性序列的主干是一件较为困难的事。

四、输出数据

建立模型阶段，会输出5类以如下规则命名的文件类型：

model-xxxxx.others:

model-xxxxx.phi

model-xxxxx.theta

model-xxxxx.tassign

model-xxxxx.tword s

xxxxx都以数字组成。最后一次迭代所保存的这些数字将会换成“final”。

其中：

  • .others为“信息文件”。 文件保存的是跟该LDA模型有关的参数，比如alpha，beta，ntopiccs，ndocs，nwords，liter（the Gibbssampling iteration at which the model was saved）
  • .phi文件为“词项-主题概率分布文件”。 表现上是一个大矩阵M。其中，假设设类簇的数目topict为1000个，每一个主题需要列出top 100个词项wordw，则M以100为行，1000为列。即M每一行是词项，每一列是主题。M元素值则为条件概率p(wordw|topict)，即每个词属于每个主题的概率。

  • 0.007328 0.000014 0.000014 0.001421 0.000014 0.000014 ……

    0.000293 0.001132 0.000154 0.000293 0.000293 0.000154……（节选部分矩阵，实际上这个矩阵很大）

    代表两个主题，wordmap中编号为0的词语对主题0贡献了0.007328，对主题1贡献了0.000293。

  • .theta文件为“文档-主题概率分布文件”。 表现上也是一个大矩阵M。每行i代表训练数据的一个文档，每一列代表一个主题，元素值则为条件概率 p(topict|documentm)，即该文档属于不同主题的概率。
  • .tassign文件为“文档-词项-主题分布文件”。 该文件与输入文件的格式一致，一行一个文档，只不过原来的输入文件中的词项换成了一个一个“词项ID：类别”。文件每一行代表训练数据的一条文档，原文档由一组词项组成，现每一行为原来的记录词项指派了其最大可能的所属主题。注意，该文档所属主题分布是在theta文件中，并未在tassign文件中指明。

  • 表示了该文档中每个词语与其匹配的主题。

    836:26 837:29 1087:12 200:12 1241:3 450:26 1242:26 1172:12 910:12 4:22 5:22 6:22 1243:22 1117:26 852:26

    此行表示一个输入文档有在wordmap中标号为836,837,1087等的词语组成，这些词语分别被分配给了主题26，29,12

  • .twords文件为“词项-主题推断文件”。 这个文件作为模型参数结果推断出了每一个主题下最优的topN个词项及其概率。请注意这里的主题数和N都是事先指定的。

这5个文件包括副产品wordmap.txt在有些应用场景下有时并不是完全需要的，是否生成可视情况而定。如果利用主题下topN词项来做基于距离的聚类，可能只需.twords即可。

关键代码 ：初始化一个模型：

LDACmdOptionldaOption = new LDACmdOption();
ldaOption.inf =true;
ldaOption.dir ="C:\\LDAModelDir";
ldaOption.modelName= "newdocs";
ldaOption.niters =100;

推断新数据 ：

Inferencerinferencer = new Inferencer();
inferencer.init(option);

ldaOption.dfile= "input-lda-data.txt";
Model newModel =inferencer.inference();

数据也可以是词项的一组数组：

String[] test = {"politics bill clinton", "lawcourt", "football match"};
Model newModel =inferencer.inference(test);

propertyutils.java读取配置文件src/option.properties

转自：http://blog.csdn.net/memray/article/details/16810763

Python版本的LDA

http://blog.csdn.net/pirage/article/details/8898544

概率主题模型简介 Introduction to Probabilistic Topic Models

http://blog.csdn.net/pi9nc/article/details/9017153

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