[Python] tomotopy로 Correlated Topic Model 수행하고 시각화하기

이전 포스팅에서 Correlated Topic Model을 통해서 뉴스 기사를 분석하고 주제 간의 상관관계를 뽑아낸 적이 있습니다. 최근 tomotopy에 CTM을 추가해서 누구나 쉽게 따라해볼 수 있게 된 김에 간단하게 따라해볼 수 있는 코드를 공유드립니다!

기본 코드는 tomotopy github의 예제코드(https://github.com/bab2min/tomotopy/blob/master/examples/ctm_network.py)와 동일하되, 전처리 부분만 한국어 전용으로 변경되었습니다.

import tomotopy as tp # 토픽 모델링에 사용할 패키지 from kiwipiepy import Kiwi # 한국어 형태소 분석에 사용할 패키지 from pyvis.network import Network # 네트워크 시각화에 사용할 패키지 try: # 이미 전처리된 코퍼스가 있으면 불러온다. corpus = tp.utils.Corpus.load('k.cps') except IOError: # 없으면 전처리를 시작한다. kiwi = Kiwi() kiwi.prepare() # 형태소 분석 후 사용할 태그 pat_tag = re.compile('NN[GP]|V[VA]|MAG|MM') def tokenizer(raw, user_data): res = next(user_data) for w, tag, start, l in res: if not pat_tag.match(tag) or len(w) <= 1: continue yield w + ('다' if tag.startswith('V') else ''), start, l corpus = tp.utils.Corpus( tokenizer=tokenizer ) # 입력 파일에는 한 줄에 문헌 하나씩이 들어가 있습니다. corpus.process((line, kiwi.tokenize([line])) for line in open('입력 텍스트 파일.txt', encoding='utf-8')) # 전처리한 코퍼스를 저장한다. corpus.save('k.cps') # 최소 10개 이상 문헌에 등장하고, 전체 출현빈도는 20 이상인 단어만 사용합니다. # 그리고 상위 10개 고빈도 단어는 분석에서 제외하구요 # 주제 개수는 40개입니다. mdl = tp.CTModel(tw=tp.TermWeight.ONE, min_df=10, min_cf=20, rm_top=10, k=40, corpus=corpus) mdl.train(0) # 문헌 수가 만 개 이상이라면 num_beta_sample을 1~5 정도로 줄여도 됨 # 수 천개라면 최소 10 정도, 수 백개에 불과하다면 20 이상으로 키우는걸 권장 mdl.num_beta_sample = 1 print('Num docs:{}, Num Vocabs:{}, Total Words:{}'.format( len(mdl.docs), len(mdl.used_vocabs), mdl.num_words )) print('Removed Top words: ', *mdl.removed_top_words) # 총 1000회 깁스샘플링을 반복합니다. # 적절한 반복회수는 데이터에 따라 다릅니다. # ll_per_word 값의 증가가 둔화되거나 멈추는 지점까지만 # 반복하는걸 추천합니다. for i in range(0, 1000, 20): print('Iteration: {:04}, LL per word: {:.4}'.format(i, mdl.ll_per_word)) mdl.train(20) print('Iteration: {:04}, LL per word: {:.4}'.format(i, mdl.ll_per_word)) # 학습된 결과를 시각화 합니다. g = Network(width=800, height=800, font_color="#333") correl = mdl.get_correlations().reshape([-1]) correl.sort() # 상관계수 상위 10%만 간선으로 잇습니다. top_tenth = mdl.k * (mdl.k - 1) // 10 top_tenth = correl[-mdl.k - top_tenth] topic_counts = mdl.get_count_by_topics() for k in range(mdl.k): label = "#{}".format(k) title= ' '.join(word for word, _ in mdl.get_topic_words(k, top_n=8)) print('Topic', label, title) label += '\n' + ' '.join(word for word, _ in mdl.get_topic_words(k, top_n=3)) g.add_node(k, label=label, title=title, shape='ellipse', value=float(topic_counts[k])) for l, correlation in zip(range(k - 1), mdl.get_correlations(k)): if correlation < top_tenth: continue g.add_edge(k, l, value=float(correlation), title='{:.02}'.format(correlation)) g.barnes_hut(gravity=-1000, spring_length=20) g.show_buttons() # 시각화 파일이 topic_network.html 이라는 이름으로 저장됩니다. # 웹 브라우저로 열어서 확인해보세요. g.show("topic_network.html")

분석이 잘 되었다면 최종적으로 생성된 topic_network.html 파일을 열어 결과물을 확인해보시면 됩니다.

네트워크를 그린 결과는 위와 같습니다. 노드(동그라미)는 각각의 주제를 나타내며 안에 들어가 있는 단어 3개는 상위 단어입니다. 상관계수가 상위 10% 안에 드는 경우 노드 사이에 선을 그어주었습니다. 선의 굵기는 상관계수의 크기를 나타냅니다. 마우스를 올리면 상관계수 값을 볼 수도 있습니다. 주제 간의 상관관계를 분석해야하는 경우가 있다면 CTM을 사용해보시기를 권합니다!