LDA降維后的維度區間在[1,C-1],C為特征空間的維度,與原始特征數n無關,對于二值分類,最多投影到1維,所以我估計你是因為這是個二分類問題,所以只能降到一維。

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Python語言下的機器學習庫
Python是最好的編程語言之一,在科學計算中用途廣泛:計算機視覺、人工智能、數學、天文等。它同樣適用于機器學習也是意料之中的事。當然,它也有些缺點;其中一個是工具和庫過于分散。如果你是擁有unix思維(unix-minded)的人,你會覺得每個工具只做一件事并且把它做好是非常方便的。但是你也需要知道不同庫和工具的優缺點,這樣在構建系統時才能做出合理的決策。工具本身不能改善系統或產品,但是使用正確的工具,我們可以工作得更高效,生產率更高。因此了解正確的工具,對你的工作領域是非常重要的。
這篇文章的目的就是列舉并描述Python可用的最有用的機器學習工具和庫。這個列表中,我們不要求這些庫是用Python寫的,只要有Python接口就夠了。我們在最后也有一小節關于深度學習(Deep Learning)的內容,因為它最近也吸引了相當多的關注。
我們的目的不是列出Python中所有機器學習庫(搜索“機器學習”時Python包索引(PyPI)返回了139個結果),而是列出我們所知的有用并且維護良好的那些。另外,盡管有些模塊可以用于多種機器學習任務,我們只列出主要焦點在機器學習的庫。比如,雖然Scipy包含一些聚類算法,但是它的主焦點不是機器學習而是全面的科學計算工具集。因此我們排除了Scipy(盡管我們也使用它!)。
另一個需要提到的是,我們同樣會根據與其他科學計算庫的集成效果來評估這些庫,因為機器學習(有監督的或者無監督的)也是數據處理系統的一部分。如果你使用的庫與數據處理系統其他的庫不相配,你就要花大量時間創建不同庫之間的中間層。在工具集中有個很棒的庫很重要,但這個庫能與其他庫良好集成也同樣重要。
如果你擅長其他語言,但也想使用Python包,我們也簡單地描述如何與Python進行集成來使用這篇文章列出的庫。
Scikit-LearnScikit Learn是我們在CB Insights選用的機器學習工具。我們用它進行分類、特征選擇、特征提取和聚集。我們最愛的一點是它擁有易用的一致性API,并提供了很多開箱可用的求值、診斷和交叉驗證方法(是不是聽起來很熟悉?Python也提供了“電池已備(譯注:指開箱可用)”的方法)。錦上添花的是它底層使用Scipy數據結構,與Python中其余使用Scipy、Numpy、Pandas和Matplotlib進行科學計算的部分適應地很好。因此,如果你想可視化分類器的性能(比如,使用精確率與反饋率(precision-recall)圖表,或者接收者操作特征(Receiver Operating Characteristics,ROC)曲線),Matplotlib可以幫助進行快速可視化。考慮到花在清理和構造數據的時間,使用這個庫會非常方便,因為它可以緊密集成到其他科學計算包上。
另外,它還包含有限的自然語言處理特征提取能力,以及詞袋(bag of words)、tfidf(Term Frequency Inverse Document Frequency算法)、預處理(停用詞/stop-words,自定義預處理,分析器)。此外,如果你想快速對小數據集(toy dataset)進行不同基準測試的話,它自帶的數據集模塊提供了常見和有用的數據集。你還可以根據這些數據集創建自己的小數據集,這樣在將模型應用到真實世界中之前,你可以按照自己的目的來檢驗模型是否符合期望。對參數最優化和參數調整,它也提供了網格搜索和隨機搜索。如果沒有強大的社區支持,或者維護得不好,這些特性都不可能實現。我們期盼它的第一個穩定發布版。
StatsmodelsStatsmodels是另一個聚焦在統計模型上的強大的庫,主要用于預測性和探索性分析。如果你想擬合線性模型、進行統計分析,或者預測性建模,那么Statsmodels非常適合。它提供的統計測試相當全面,覆蓋了大部分情況的驗證任務。如果你是R或者S的用戶,它也提供了某些統計模型的R語法。它的模型同時也接受Numpy數組和Pandas數據幀,讓中間數據結構成為過去!
PyMCPyMC是做貝葉斯曲線的工具。它包含貝葉斯模型、統計分布和模型收斂的診斷工具,也包含一些層次模型。如果想進行貝葉斯分析,你應該看看。
ShogunShogun是個聚焦在支持向量機(Support Vector Machines, SVM)上的機器學習工具箱,用C++編寫。它正處于積極開發和維護中,提供了Python接口,也是文檔化最好的接口。但是,相對于Scikit-learn,我們發現它的API比較難用。而且,也沒提供很多開箱可用的診斷和求值算法。但是,速度是個很大的優勢。
GensimGensim被定義為“人們的主題建模工具(topic modeling for humans)”。它的主頁上描述,其焦點是狄利克雷劃分(Latent Dirichlet Allocation, LDA)及變體。不同于其他包,它支持自然語言處理,能將NLP和其他機器學習算法更容易組合在一起。如果你的領域在NLP,并想進行聚集和基本的分類,你可以看看。目前,它們引入了Google的基于遞歸神經網絡(Recurrent Neural Network)的文本表示法word2vec。這個庫只使用Python編寫。
OrangeOrange是這篇文章列舉的所有庫中唯一帶有圖形用戶界面(Graphical User Interface,GUI)的。對分類、聚集和特征選擇方法而言,它是相當全面的,還有些交叉驗證的方法。在某些方面比Scikit-learn還要好(分類方法、一些預處理能力),但與其他科學計算系統(Numpy, Scipy, Matplotlib, Pandas)的適配上比不上Scikit-learn。但是,包含GUI是個很重要的優勢。你可以可視化交叉驗證的結果、模型和特征選擇方法(某些功能需要安裝Graphviz)。對大多數算法,Orange都有自己的數據結構,所以你需要將數據包裝成Orange兼容的數據結構,這使得其學習曲線更陡。
PyMVPAPyMVPA是另一個統計學習庫,API上與Scikit-learn很像。包含交叉驗證和診斷工具,但是沒有Scikit-learn全面。
深度學習盡管深度學習是機器學習的一個子節,我們在這里創建單獨一節的原因是,它最新吸引了Google和Facebook人才招聘部門的很多注意。
TheanoTheano是最成熟的深度學習庫。它提供了不錯的數據結構(張量,tensor)來表示神經網絡的層,對線性代數來說很高效,與Numpy的數組類似。需要注意的是,它的API可能不是很直觀,用戶的學習曲線會很高。有很多基于Theano的庫都在利用其數據結構。它同時支持開箱可用的GPU編程。
PyLearn2還有另外一個基于Theano的庫,PyLearn2,它給Theano引入了模塊化和可配置性,你可以通過不同的配置文件來創建神經網絡,這樣嘗試不同的參數會更容易。可以說,如果分離神經網絡的參數和屬性到配置文件,它的模塊化能力更強大。
DecafDecaf是最近由UC Berkeley發布的深度學習庫,在Imagenet分類挑戰中測試發現,其神經網絡實現是很先進的(state of art)。
Nolearn如果你想在深度學習中也能使用優秀的Scikit-learn庫API,封裝了Decaf的Nolearn會讓你能夠更輕松地使用它。它是對Decaf的包裝,與Scikit-learn兼容(大部分),使得Decaf更不可思議。
OverFeatOverFeat是最近貓vs.狗(kaggle挑戰)的勝利者,它使用C++編寫,也包含一個Python包裝器(還有Matlab和Lua)。通過Torch庫使用GPU,所以速度很快。也贏得了ImageNet分類的檢測和本地化挑戰。如果你的領域是計算機視覺,你可能需要看看。
HebelHebel是另一個帶有GPU支持的神經網絡庫,開箱可用。你可以通過YAML文件(與Pylearn2類似)決定神經網絡的屬性,提供了將神級網絡和代碼友好分離的方式,可以快速地運行模型。由于開發不久,就深度和廣度上說,文檔很匱乏。就神經網絡模型來說,也是有局限的,因為只支持一種神經網絡模型(正向反饋,feed-forward)。但是,它是用純Python編寫,將會是很友好的庫,因為包含很多實用函數,比如調度器和監視器,其他庫中我們并沒有發現這些功能。
NeurolabNeuroLab是另一個API友好(與Matlabapi類似)的神經網絡庫。與其他庫不同,它包含遞歸神經網絡(Recurrent Neural Network,RNN)實現的不同變體。如果你想使用RNN,這個庫是同類API中最好的選擇之一。
與其他語言集成你不了解Python但是很擅長其他語言?不要絕望!Python(還有其他)的一個強項就是它是一個完美的膠水語言,你可以使用自己常用的編程語言,通過Python來訪問這些庫。以下適合各種編程語言的包可以用于將其他語言與Python組合到一起:R - RPythonMatlab - matpythonJava - JythonLua - Lunatic PythonJulia - PyCall.jl
不活躍的庫這些庫超過一年沒有發布任何更新,我們列出是因為你有可能會有用,但是這些庫不太可能會進行BUG修復,特別是未來進行增強。MDPMlPyFFnetPyBrain如果我們遺漏了你最愛的Python機器學習包,通過評論讓我們知道。我們很樂意將其添加到文章中。
使用路透社新聞數據的一個子集:R8,包含8類新聞。
本文直接讀取清洗后的R8,清洗內容包含:去掉特殊字符,標點符號,停用詞和低頻詞,且英文文本不需要分詞。
安裝
$ pip install lda --user
示例
from __future__ import division, print_function
import numpy as np
import lda
import lda.datasets
# document-term matrix
X = lda.datasets.load_reuters()
print("type(X): {}".format(type(X)))
print("shape: {}\n".format(X.shape))
print(X[:5, :5])
'''輸出:
type(X): type 'numpy.ndarray'
shape: (395L, 4258L)
[[ 1 0 1 0 0]
[ 7 0 2 0 0]
[ 0 0 0 1 10]
[ 6 0 1 0 0]
[ 0 0 0 2 14]]
'''
GGA是廣義密度近似,LDA是局域密度近似。對于計算能量,LDA計算所得值一般大于GGA。對于弱相互作用,以前有人說LDA好,現在看來是GGA要好一些。對于不同體系還要看傳統選擇,參考文獻。
LDA主題模型的評價指標是困惑度,困惑度越小,模型越好。
所以,可以跑一組實驗,看不同迭代次數對應的困惑度是多少,畫一條曲線,最小困惑度對應的迭代次數即為最佳次數。
迭代次數太少,會導致模型尚未收斂,迭代次數太多,又會浪費計算資源。
文章名稱:pythonlda函數 pythonldle
文章起源:http://www.yijiale78.com/article44/dodddhe.html
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