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本文由腾讯QQ大数据 发表于云+社区专栏
随着社交网络的发展和积累，内容的产生、传播、消费等已经根深蒂固地融入在人们的生活里。随之内容分析的工作也就走进了人们的视野。近年来，各种公众趋势分析类产品涌现，各大公司都利用自身资源纷纷抢占一席之地。
公众趋势分析平台利用自然语言处理、机器学习方法对数据进行分析，给用户提供舆情分析、竞品分析、数据营销、品牌形象建立等帮助。其中，热点发现问题是公众趋势分析中不可或缺的一部分。热点发现通过对海量数据（本文集中在文本数据方面）进行分析，挖掘相关人群重点关注的内容。
在我们的业务场景中，快速高效地从海量社交短文本中发现出实时的话题，可以帮助产品、运营、公关等同学更好地吸引用户。然而，直接从海量文本中生成语法正确、意思明确的话题，是一件不容易的事情。本文主要介绍在话题生成上运用的一个较为简单高效的方法。
所谓话题
目前很多内容平台的话题收集有相关的产品策略或者运营同事支持。例如让用户自定义话题，并用特定的符号标识，如“#白色情人节#”。在一些文本场景中，没有这些条件支持，而需要我们直接从海量的用户社交文本中提取热点话题，或者说热点事件。本文的目的即是自动从海量社交短文本中，自动发现热点事件或热点话题。
不少相关的工作，将话题提取利用主题分析的方法来解决，利用主题模型（LDA等）、聚类等方法，但这种思路输出的各个话题的一些主题词或者相关词，而不是直接生成话题短语。可以考虑引入事件抽取或者文本摘要的思路来解决这类场景的热点话题提取问题，但其往往需要监督数据。本文介绍一种简单实用的热点话题提取方法的尝试。
具体做法
本文提出一种从热词提取出发，提取热点话题的方法。下面是方法的整体流程图，首先提取热词，然后在热词的基础上，做话题提取。下面分两部分详细介绍。
热词提取
主体思路是利用词频梯度和平滑方法。
如上图所示，词语的热度受很多方面的影响。
- 大盘影响：白天和凌晨、双休日和工作日、节假日和平常日子，社交消息的整体数量都会有一个较大的波动。
- 词间影响：也许语料中某个段子突然非常火，会导致一些平时关系不大的词语，一下子全部成为热词。
- 周期影响：24小时、星期、月份、节气等周期性的变化，常常会使得“早安”、“周一”、“三月”等事件意义性不强的词语成为热词。
- 自身趋势：这个就是我们最关心的热度信息了。这些由于事件引起相关词语的突发性、递增性等的增长，就是我们算法想要识别和分析出来的。
针对以上一些影响因素，我们从以下的一些方面进行热词提取工作。
1、预处理：这里主要包括文本去重、广告识别等方法，对数据进行一些去躁的工作。
2、梯度：词频增量的主要衡量指标。
3、贝叶斯平均：一种利用outside information，especially a pre-existing belief，来评价the mean of a population的方法。
贝叶斯平均的典型应用包括用户投票排名，产品评分排序，广告点击率的平滑等等。
以用户投票排名为例，用户投票评分的人很少，则算平均分很可能会出现不够客观的情况。这时引入外部信息，假设还有一部分人（C人）投了票，并且都给了平均分（m分）。把这些人的评分加入到已有用户的评分中，再进行求平均，可以对平均分进行修正，以在某种程度或角度上增加最终分数的客观性。容易得到，当投票人数少的时候，分数会趋向于平均分；投票人数越多，贝叶斯平均的结果就越接近真实投票的算术平均，加入的参数对最终排名的影响就越小。
4、热度分数计算：利用贝叶斯平均对梯度分数进行修正。
这里，公式中的平均词频是贝叶斯平均公式中的C，平均分是贝叶斯平均公式中的m。也就是说在热词提取中，我们用梯度分数的平均分作为先验m，用平均词频作为C。
热词提取中可以这么理解，词语每出现一次，相当于给词的热度进行了评分。
词频少，也就代表了评分的人数少，则评分的不确定性大，需要用平均分来进行修正、平滑。这里可以把一些词频很少的词语的高分数拉下来，例如一个词语今天出现了18次，昨天出现了6次，这里梯度分数就比较高，为0.75，但这种词语其实更可能不是一个热词。
词频大，远大于平均词频的词语，也就代表了评分的人数多。则分数会越趋向于自己的实际分数，这时平均分的影响变小。这是合理的，例如一个本来是百万量级的词语，第二天也出现了一个三倍的增量，这里热度价值就明显提高了。
5、差分：这里主要考虑是要解决热词的周期性影响的问题。具体做法非常简单，比较的时间间隔需包含一些影响较为明显的时间周期。例如按小时统计的热词，最好是拿今天和昨天一个相同的时间点进行比较。
6、共现模型：对于互为共现词的热词，进行一层筛选。
通过频繁项集、word2vector等方法，发现出共现词语的关系。利用共现词语的信息，对热词进行一轮筛选，提取出最有价值的热词，避免信息冗余。
7、时间序列分析：考虑更详细的历史因素。
通过对词频进行时间序列分析，可以更详细地区分短期、长期与周期性热点；对一些更有价值的热词做热度预警；对热词的增长趋势进行分析等等。
综上，我们在周期时间间隔内，通过贝叶斯平均修正的词语梯度分数来分析词语热度，并利用语料中词语的共现信息，进一步筛选得出热词。通过时间序列分析，得出热词的特性和增长趋势等。
话题提取
提取出了热词，但一个词语对于事件或者话题的表达能力是有限的。这里我们从热词出发，进一步提取出话题。
这里话题提取的工作也分为两步，第一步先找出一些候选的话题词组；第二步利用Attention的思想，从候选词组中找出一个包含的词语更加重要的词组，作为输出话题。
候选词组提取
候选词组的提取主要根据信息熵的理论，用到以下一些特征。
1、 内部聚合度——互信息
这应该从信息熵说起。信息熵是用来衡量一个随机变量出现的期望值，一个变量的信息
熵越大，表示其可能的出现的状态越多，越不确定，也即信息量越大。
互信息可以说明两个随机变量之间的关系强弱。定义如下：
对上式做变换可以得到：
表示Y的不确定度；表示在已知X的情况下，Y的不确定度，成为已经X时，Y的条件熵。则可知表示由X引入而使Y的不确定度减小的量。越大，说明X出现后，Y出现的不确定度减小，即Y很可能也会出现，也就是说X、Y关系越密切。反之亦然。
在实际应用中，词组的内部聚合度即为词语间的内部聚合度。对于一个词组，我们选取使不确定性减少的程度最多的一种词语组合，来说明词组的内部聚合度。
2、 所处语境的丰富程度——左右信息熵
刚刚已经提到信息熵说明了信息量的大小。那么如果一个词组的左右信息熵越大，即词
组左右的可能情况越多，左右的搭配越丰富；则说明这个词组在不同的语境里可讨论的事情越多，越可能可以独立说明一个事件或话题。
3、 是否普遍——这个很直观地可以通过词组出现的频次来衡量。
话题精筛
对于某一个热词，挑选出来一批候选词组后，每个词组所含的词语不同，包含的信息量也不同。比如3月9日对于“巴黎”这个热词，我们提取出来的候选词组有“巴黎球迷”、“巴黎球员”、“淘汰巴黎”、“心疼巴黎”、“巴萨逆转巴黎”、“法国巴黎”、“巴黎时装周”。但“巴萨球员”、“巴黎球迷”、“淘汰巴黎”、“心疼巴黎”、“法国巴黎”这些词组中，“球员”、“球迷”、“淘汰”、“心疼”这些词语在很多其他的语境中也经常出现，它们的指向性并不明确；“法国巴黎”的信息量甚至只有一个地点。而“巴萨逆转巴黎”、 “巴黎时装周”则还包含了更具体的信息——足球比赛、球队、赛果、地点或者时装秀等，事件的指向更明确。这里，就需要我们对候选的话题词组进行筛选。
筛选的主要依据或思想，其实和Attention机制是一样的，关键是要找出重要的词语。比如与“巴黎”的搭配，“巴萨”、“逆转”、“时装周”比“球迷”、“球员”、“心疼”、“法国”包含的信息更多，意义更大。可以想到，“巴萨”、“逆转”、“时装周”这些词语在其他无关语料中不常出现，“球迷”、“球员”、“心疼”、“法国”在不同语料中都常会出现，信息不明确。所以，在我们的问题中，可以通过TF-IDF的思路来确定Attention。
具体说来，就是衡量词组中，各个词语在词组中的特异性。我们有理由相信，“巴萨”、“逆转”、“时装周”这些词语，在含“巴黎”的相关语料中出现的概率较高。热词的候选词组s的事件或话题表示能力分数可由以下公式求得：
其中，N为候选词组中的词语个数，为候选词组中包含的第i个词语，Corpus (w)表示含有词语w的相关语料。
另一方面，我们也需要考虑词组出现的频次，词组出现的次数越多，说明事件越重要。
综上所述，我们通过候选词组的事件或话题表示能力分数以及出现频次，精筛出热词的相关话题。
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