I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  A p r il   20 25 ,   p p .   1 9 3 3 ~ 1 9 4 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 2 . pp 1 9 3 3 - 1 9 4 8           1933       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Exploring   topic   mo delling :  a  com pa ra tive a na ly sis  of t ra ditiona l  a nd t ra nsfo rmer - ba sed a ppro a ches with  empha sis  on  coherence   a nd div ersity       Ay esh a   Ria z 1 ,   O m a r  Abdu lka der 2 ,   M uh a m m a d J a wa d Ik ra m 2 ,   Sa da qa t   J a n 1   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S o f t w a r e   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   M a r d a n ,   P a k i s t a n   2 F a c u l t y   o f   C o mp u t e r   S t u d i e s,  A r a b   O p e n   U n i v e r si t y ,   J e d d a h ,   S a u d i   A r a b i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   1 2 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Oct  3 0 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   No v   2 0 ,   2 0 2 4       To p ic  m o d e li n g   (TM )   is  a n   u n su p e rv ise d   tec h n iq u e   u se d   to   re c o g n i z e   h id d e n   o r  a b stra c t  to p ics   in   larg e   c o rp o r a ,   e x trac ti n g   m e a n in g fu l  p a tt e rn s   o f  wo rd s   (se m a n ti c s).  Th is   p a p e r   e x p lo re s  TM   wit h i n   d a ta  m in i n g   (DM) ,   f o c u sin g   o n   c h a ll e n g e s  a n d   a d v a n c e m e n ts  in   e x trac ti n g   in si g h ts   fro m   d a tas e ts,  e sp e c ially   fro m   so c ial  m e d ia  p latfo rm s  ( S M P s).  Trad it io n a l  tec h n iq u e s  li k e   late n t   Dirich let   a ll o c a ti o n   (LDA),  a l o n g si d e   n e we r  m e th o d o lo g ies   su c h   a s   b id irec ti o n a l  e n c o d e r  re p re se n tatio n s  fr o m   tran sfo rm e rs  (BERT ) ,   g e n e ra ti v e   p re - train e d   tran sfo rm e rs  (G P T),   a n d   e x tra  l o n g - term   m e m o ry   n e two r k s   (XLNe t)  a re   e x a m in e d .   T h is  p a p e r  h i g h l ig h ts  t h e   l imitatio n s  o f  LDA,   p ro m p ti n g   th e   a d o p ti o n   o f   e m b e d d i n g - b a se d   m o d e ls  li k e   BERT   a n d   G P T,   ro o ted   i n   t ra n sfo rm e r  a rc h it e c tu re ,   o ffe ri n g   e n h a n c e d   c o n tex t - a wa re n e ss   a n d   se m a n ti c   u n d e rsta n d i n g .   Th e   p a p e r  e m p h a siz e s  lev e ra g in g   p re - train e d   tran sfo rm e r - b a se d   lan g u a g e   m o d e ls  to   g e n e ra te  d o c u m e n t  e m b e d d i n g ,   re fin in g   TM   a n d   imp ro v i n g   a c c u ra c y .   No tab ly ,   in te g ra ti n g   B ERT   with   XLNe t  su m m a ries   e m e rg e s  a s   a   p ro m isin g   a p p ro a c h .   By   sy n th e siz in g   in sig h ts,  th e   p a p e r  a ims   to   in f o rm   re se a r c h e rs  o n   o p ti m izi n g   TM   te c h n iq u e s,   p o ten ti a ll y   s h ift i n g   h o w i n si g h ts a re   e x trac ted   fro m   tex t u a l  d a ta.   K ey w o r d s :   B i d i r e ct i o n a l   e n c o d e r   r e p r e s e n t a ti o n s   f r o m   t r a n s f o r m e r s     E x tr a  lo n g - ter m   m e m o r y   n etwo r k s     Gen er ativ e  p r e - t r ain ed   tr an s f o r m er s   L aten t D ir ich let  allo ca tio n     So cial  m ed ia  p latf o r m s     T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Om ar   Ab d u lk a d er   Facu lty   o f   C o m p u ter   Stu d ies,  Ar ab   Op en   Un i v er s ity   J ed d ah ,   Sau d i A r a b ia   E m ail :   o . ab d u l k ad er @ ar ab o u . ed u . s a       1.   I NT RO D UCT I O N   Ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   is   a  co m p r e h en s iv e  f ield   in   c o m p u ter   s cien ce   th at  e n co m p ass es  v ar io u s   tech n o lo g ies  an d   m eth o d o lo g ies  to   en ab le  m ac h in es  to   p er f o r m   task s   th at  tr ad itio n ally   r eq u ir ed   h u m an   in tellig en ce .   Ma ch i n e  lear n in g   ( ML )   is   a   s u b s et  o f   AI ,   f o cu s in g   o n   t h e  d ev elo p m en t   o f   alg o r ith m s   th at   allo w   m ac h in es  to   lear n   p atter n s   an d   m ak e  p r ed ictio n s   o r   d ec is io n s   f r o m   d ata  with o u t  ex p licit  p r o g r a m m in g .   ML   en h an ce s   p e r f o r m an ce   t h r o u g h   au to n o m o u s   lear n in g .   On   th e  o th er   h an d ,   n atu r al  lan g u ag e   p r o ce s s in g   ( NL P),   an o th er   c r u cial  co m p o n en t  o f   AI ,   in v o lv es  th e  a p p licatio n   o f   tech n i q u es  to   e n ab le  m ac h in es  to   u n d er s tan d   an d   p r o ce s s   h u m an   lan g u a g e  in   s p o k e n   o r   wr itten   f o r m .   NL P  f ac ilit ates  s p ee ch - b ased   in ter ac tio n s   b etwe e n   h u m an s   an d   co m p u ter s ,   a d d r e s s in g   th e  g ap   b etwe en   h u m an   co m m u n icatio n   an d   co m p u ter   co m p r e h en s io n .   I t   f in d s   ap p licatio n s   in   s en tim en t  an aly s is ,   tex t  cla s s if icatio n ,   s em an tic  r elate d n ess ,   o r   to p ic  m o d elin g .   Du e  t o   th e  r ap id   g r o wth   o f   o n lin e  te x tu al  in f o r m atio n   s u ch   as  web   p ag es,   em ail,   n ews  ar ticles,  an d   p er s o n al   b lo g s ,   th er e  is   a  n ee d   to   s ea r ch ,   an a ly ze ,   an d   u n d er s tan d   th e  m as s iv e  am o u n t   o f   d ata  to   d eter m in e  th e  s u b jectiv e   in f o r m atio n   in   te x t.  B ec au s e  o f   th e  tr em e n d o u s   am o u n t  o f   d ata  o n   o n lin e  p latf o r m s ,   it  is   a   d if f icu lt  an d   tim e - co n s u m in g   task   f o r   in d iv id u a ls   to   ex tr ac t  in f o r m atio n   ab o u t  th e  to p ic  o f   th eir   in ter est.  Dif f er en t  m ac h in e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 3 3 - 1 9 4 8   1934   lear n in g   alg o r ith m s   s u ch   as  tex t  s u m m ar izatio n   a n d   t o p ic  m o d elin g   a p p r o ac h es  ar e  u s ed   f o r   an aly s is   o f   s u c h   d ata.   T o   an aly ze   d o c u m en ts   t o   lear n   m ea n in g f u l  p atter n s   o f   wo r d s ,   to p ic  m o d elin g   is   u s ed .   E x tr ac tin g   to p ics  f r o m   tex t  is   an   im p o r ta n t  ap p l icatio n .   T o p ic  m o d elin g   is   a  m eth o d   u s ed   f o r   f in d i n g   th e  u n iq u e  to p ics  th at  ar e  p r esen t  in   a  d ataset.   I t  i s   a  tex t - m in in g   ap p licatio n   [ 1 ] .   As  d ep icted   in   Fig u r e  1 ,   th e  p r o ce s s   o f   to p ic  m o d elin g   in itiates   with   th e  ac q u is itio n   o f   r aw  in p u t  te x t  d ata.   T h is   d ata  th en   p r o ce ed s   th r o u g h   a   cr u cial   d ata   p r ep r o ce s s in g   p h ase  aim ed   at  clea n in g   an d   o r g an izin g   it  f o r   s u b s eq u en t  an al y s is .   On ce   th e  p r ep r o ce s s in g   s tag e  is   co m p lete,   v ar i o u s   to p i c  m o d elin g   tech n iq u es  ar e  em p lo y ed   t o   ex tr ac t   co h er e n t  an d   m ea n in g f u l  to p ics  f r o m   th e  r ef in ed   tex t  c o r p u s .   Su b s eq u en tly ,   th ese  d e r iv ed   to p ics  ar e  v is u alize d ,   f ac ilit atin g   e x p lo r atio n   a n d   in ter p r etatio n   an d   o f f er in g   v alu ab le  in s ig h ts   in to   th e  in h er en t  s tr u ctu r es  an d   th em es  with in   th e  tex t.  T h e  p r o b a b ilis tic  to p ic  m o d els  ar e   u s ed   t o   d is co v er   t h e  s ec r et  t h em atic  s tr u ctu r e   in   a  co r p u s   o f   d o c u m en ts   a n d   h elp   in   r ec o g n izin g   th e  m as s iv e  am o u n t  o f   u n lab eled   d a ta  [ 2 ] .   T h is   tech n iq u e  is   u s ed   to   g et  wo r d   co - o cc u r r e n ce   p atter n s   ac r o s s   a  co llectio n   o f   d o c u m en ts ;  th ese  p atter n s   ar e  th en   co n s id er ed   as  h id d en   “ to p ics ”   p r esen t in   th e  c o r p u s .           Fig u r e  1 .   T o p ic  m o d elin g       T o p ic  m o d els,  lik e   laten t  s e m an tic  an aly s is   ( L SA)   wh ic h   u tili ze s   d im en s io n ality   r e d u ctio n   f o r   u n co v e r in g   laten t  s tr u ctu r es  in   tex t  co r p o r a  b ased   o n   ter m - d o cu m e n t  r elatio n s h ip s .   On   th e  o th er   h a n d ,   laten t   Dir ich let   allo ca tio n   ( L DA)   is   a  p r o b a b ilis tic  m o d el  r ep r ese n tin g   d o c u m en ts   as  m ix tu r es  o f   to p ics.  W h ile  it   in co r p o r ates  p r o b ab ilis tic  m o d elin g .   T r ad itio n al   to p ic   m o d els,  s u ch   as  laten t   Dir ich let   allo ca tio n   [ 3 ]   an d   p r o b a b ilis tic  laten t  s em an tic   an aly s is   [ 3 ] ,   h a v e  s h o wn   t o   b e  an   e f f ec tiv e  u n s u p er v is ed   m eth o d   f o r   th e   s tatis t ical  an aly s is   o f   d o cu m e n t  co llectio n s .   T h ese  a p p r o ac h es   [ 5 ] ,   [ 6 ]   m o d el  ea ch   d o cu m en t  as  a  m ix tu r e  o f   laten t  to p ics,  wh ich   ar e   m u lti n o m ial  d is tr ib u tio n s   o v er   wo r d s ,   an d   ad h e r e  to   th e   b ag - of - wo r d s   ass u m p tio n .   No n - n eg ativ e   m atr ix   f ac to r izatio n   ( NFM)   a n   alter n ativ e   t o   p r o b ab ilis tic  m o d els,  d ec o m p o s in g   d o cu m en ts   in to   to p ics with   n o n - n e g ativ e  co ef f icien ts .   A  n o v el   ap p r o ac h   to   u n s u p er v is ed   wo r d   e m b ed d in g   h as  r ec en tly   b ee n   in tr o d u ce d ,   o f f er i n g   a  u n iq u e   r ep r esen tatio n   f o r   in d iv id u al  wo r d   ty p es  as  v ec to r s .   T h is   m eth o d   f ac ilit ates  th e  clu s ter in g   o f   wo r d s   b ased   o n   th eir   d is tan ce s   with in   a  h ig h - d im en s io n al  s p ac e.   B y   p r o v i d in g   a   v ec to r   r e p r esen tatio n   f o r   e ac h   wo r d   t y p e,   th is   ap p r o ac h   en h a n ce s   th e  u n d er s tan d in g   o f   s em an tic  r elatio n s h ip s   b etwe en   wo r d s   an d   e n a b les  m o r e  ef f ec tiv e  an aly s is   an d   in ter p r etatio n   o f   tex tu al  d ata.   A  p o p u lar   wo r d   r ep r esen tatio n   tech n iq u e  t h at  ca n   b e   u s ed   to   id en tify   th em es  with   s em an ti c  m ea n in g   is   wo r d   em b e d d in g .   I t  p r o d u ce s   wo r d   v ec to r   r ep r esen tatio n s ,   an d   r esear ch   h as d em o n s tr ated   th a t it  is   an   ef f ec tiv e  in d icato r   o f   s em an tic  r elate d n ess   [ 7 ] .   W o r d   em b ed d i n g   [ 8 ] ,   a  tech n o lo g y   f o r   n at u r al  lan g u a g e  p r o ce s s in g   th at  is   n o w  u n d er g o in g   r ap id   d ev elo p m e n t,  allo w  u s   to   m o d el  th em es  an d   to p ic  c o n n ec tio n s   in   co n tin u o u s   s em an tic  s p ac e.   W o r d   em b ed d in g   ar e   r ea l - v alu ed   co n tin u o u s   v ec to r s   f o r   wo r d s   th a t  ar e  s u cc ess f u l  at  ca p tu r in g   s em an tic  r eg u lar ities   in   lan g u a g e.   T h e y   ar e  also   r ef er r ed   to   as  wo r d   v ec to r s   a n d   d is tr ib u ted   r ep r esen tatio n s   o f   wo r d s .   Similar   s em an tic  an d   s y n tactic  ch a r ac ter is tics   o f   wo r d s   ten d   to   p r o ject  in to   s u r r o u n d i n g   r e g io n s   i n   th e  v ec t o r   s p ac e.   E m b ed d in g - b ased   m o d els  in   t o p ic  m o d elin g ,   s u ch   as  Do c 2 Vec ,   r ep r esen t  a   p ar a d ig m   s h if t  f r o m   tr ad itio n al   p r o b a b ilis tic  ap p r o ac h es.  Do c2 Vec   in tr o d u ce d   in   2 0 1 4 ,   ex t en d s   W o r d 2 Vec ,   en ab lin g   th e  r ep r esen tatio n   o f   en tire   d o cu m en ts   in   co n tin u o u s   v ec to r   s p ac es.   Ov er   tim e,   th ese  m o d els  h av e   ev o lv ed   with   r ef in em e n ts   in   t r ain in g   m eth o d o l o g ies,  in co r p o r atio n   o f   ad d itio n al  c o n tex tu al   in f o r m atio n ,   an d   o p tim izatio n   f o r   p er f o r m an ce   an d   s ca lab ilit y .   R esear ch er s   h av e   ex p lo r ed   ad v a n ce m en ts   in   e m b ed d in g   tech n i q u es,  en h an c in g   th e  m o d elin g   o f   s em an tic  r elatio n s h ip s   an d   ca p tu r in g   m o r e  n u an ce d   d o c u m en t  s tr u ctu r es.  T h e  ev o lu tio n   o f   em b ed d in g - b ased   m o d els  co n tin u es  to   co n tr ib u te  t o   th e   f lex ib ilit y   an d   e f f icien cy   o f   to p ic  m o d elin g ,   o f f e r in g   n o v el   in s ig h ts   in to   d o cu m e n t   r ep r esen tatio n s   in   v ec to r   s p ac es.  T h e  tr an s itio n   f r o m   em b ed d in g - b ased   m o d els  led   to   th e  r is e  o f   tr an s f o r m er - b ased   m o d els,  with   b i d ir ec tio n al  en co d er   r ep r esen tatio n s   f r o m   tr an s f o r m e r s   ( B E R T )   in   2 0 1 9   as a   lan d m a r k .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E xp lo r in g   to p ic  mo d ellin g :   a   co mp a r a tive  a n a lysi s   o f tra d itio n a l a n d   tr a n s fo r mer - b a s ed   …   ( A ye s h a   R ia z )   1935   B E R T   r ev o lu tio n ized   n atu r al   lan g u ag e  u n d er s tan d in g   b y   ca p tu r in g   c o n tex t  an d   r elatio n s h ip s   b i - d ir ec tio n ally .   On g o in g   wo r k   i n v o lv es f in e - tu n in g   B E R T   f o r   s p ec if ic  task s ,   s u ch   as to p ic  m o d elin g ,   le v er ag in g   its   co n tex tu al  u n d e r s tan d in g   ca p ab ilit ies.  T h is   p r o g r ess io n   s ig n if ies  a  s h if t  to war d s   m o r e  p o wer f u l  an d   co n tex t - awa r e  m o d els,  as  tr an s f o r m er s ,   with   t h eir   atten tio n   m ec h a n is m s ,   ex ce l  at  ca p tu r in g   in tr icate   r elatio n s h ip s   in   d ata.   T h e   in t eg r atio n   o f   tr an s f o r m er - b ased   m o d els,  in clu d i n g   B E R T ,   in to   to p ic  m o d elin g   f r am ewo r k s   r ep r esen ts   a   co n tem p o r ar y   ap p r o ac h   t o   en h a n cin g   t h e  e f f icien cy   an d   p e r f o r m an ce   o f   th ese  m o d els  in   ca p tu r in g   co m p lex   s em an tic  s tr u ctu r es.  I n   th is   r e s ea r ch ,   we  ex p lo r e   s ev er al  k e y   m eth o d s   th at  a r e  u s ed   f o r   to p ic  m o d elin g   s u ch   as  L DA,   B E R T ,   g en er ativ e   p r e - tr ain ed   t r an s f o r m er s   ( GPT) ,   an d   e x tr a  l o n g - te r m   m em o r y   n etwo r k s   ( XL Net) .   A  k ey   d is co v er y   i n   th is   r ev ie w  is   th at  wh en   we  a p p ly   B E R T   to   th e  s u m m ar ies   cr ea ted   b y   XL Net,   we  co n s is ten tly   g et  v er y   clea r   an d   m ea n in g f u l  to p ics.  T h is   d is co v er y   co u ld   ch an g e  h o w   we  ap p r o ac h   to p ic  m o d elin g   a n d   m ak e   it m o r e  u s ef u l in   d i f f er en t a r ea s .   T h is   p ap er   ca r ef u lly   ex am i n e s   an d   o f f er s   in s ig h ts   in t o   h o w  to   m ak e   th e  m o s t  o f   th ese  m eth o d s   to   u n co v e r   clea r   an d   m ea n in g f u l   to p ics  in   v a r io u s   a p p licatio n s .   T h e   m ain   o b jectiv es   o f   th is   s tu d y   ar e   g iv e n   as  f o llo ws.  Firstl y ,   it  p r o v id es  an   o v er v iew  o f   th e  f ield   o f   to p ic   m o d elin g   ( T M ) ,   e x p lain in g   w h at  it  is   an d   wh y   it  is   im p o r tan t.  T h en ,   it  d iv es  d ee p   in to   d if f er e n t  asp ec ts   o f   to p ic  m o d elin g   lik e   ch allen g es,  way s   o f   d o in g   it ,   wh er e  it  is   u s ed ,   an d   h o w  we  m ea s u r e  its   s u cc es s .   T h e  s tu d y   also   g ath er s   an d   p r esen ts   im p o r tan t  in f o r m atio n ,   o r g an izin g   an d   s u m m a r izin g   wh at  we  k n o w  ab o u t  to p ic  m o d elin g .   I t  also   d is cu s s ed   th e  to o ls   u s ed   in   to p ic  m o d elin g .   L astl y ,   it  talk s   ab o u t  th e  way s   we  m ea s u r e  h o w  well  to p ic  m o d elin g   s y s tem s   wo r k .   T h e  r e m ain d e r   o f   th is   p ap er   is   s tr u ctu r e d   s o   th at  s ec tio n   2   s h o ws  th e   b ac k g r o u n d   o f   to p ic   m o d elin g ,   s ec tio n   3   p r esen ts   t h e  liter atu r e  r ev iew,   s ec tio n   4   p r esen ts   th e  m eth o d ,   s ec tio n   5   p r esen ts   th e  r esu lts   ( co m p ar is o n   o f   m o d els),   an d   s ec tio n   6   co n clu d e  th e  wh o le  wo r k .       2.   B ACK G RO UND   2 . 1 .   T ra ditio na l   m o delin g   m et ho ds   2 . 1 . 1 .   L a t ent   Dirichlet   a llo ca t io n    I n   th e  r ea lm   o f   tex t  m in in g   a n d   d ata  d is co v er y ,   to p ic  m o d elin g   s tan d s   as  a  p o wer f u l  tec h n iq u e  f o r   u n v eilin g   laten t  r elatio n s h ip s   with in   d ata  an d   tex t  d o cu m e n ts .   Ov er   th e  y ea r s ,   r esear ch er s   h av e  d elv ed   in to   th is   f ield ,   ap p ly in g   to p ic  m o d elin g   to   d i v er s e  d o m ain s ,   i n clu d in g   s o f twar e  en g in ee r in g ,   p o liti ca l  s cien ce ,   m ed icin e,   an d   lin g u is tics .   Am o n g   th e  v ar i o u s   m eth o d s   av ail ab le ,   L DA   em er g es  as  a  co r n er s to n e.   T h is   p ap er   co n tr ib u tes  to   th e  e x is tin g   b o d y   o f   k n o wled g e   b y   p r o v id in g   a  co m p r eh en s iv e  e x p lo r atio n   o f   s ch o lar l y   ar ticles   with in   th e  y ea r s   2 0 0 3   to   2 0 1 6 ,   ce n ter ed   o n   L DA - b ased   to p ic  m o d elin g .   I t  n o t  o n ly   s h ed s   lig h t  o n   th e  ev o lu tio n   an d   cu r r e n t  tr en d s   in   th is   ar ea   b u t  also   d elin ea tes  th e  in tellectu al  lan d s ca p e.   Fu r th er m o r e,   th is   p ap e r   o u tlin es th e  ch allen g es e n co u n ter ed   an d   in tr o d u ce s   p r o m in en t to o ls   an d   d atasets   ess en tia l t o   L DA - b ased   to p ic   m o d elin g ,   m ak in g   it a   v alu a b le  r eso u r ce   f o r   r esear c h er s   an d   en th u s iast s   in   th is   d o m ain   [ 9 ] .      2 . 1 . 2 .   No n - neg a t iv e   ma t rix   f a ct o riza t i o n   No n   n e g ativ e  m atr i x   f ac to r izatio n   ( NM F)  [ 1 0 ]   h as  e m er g ed   as  a  p r o m in e n t  tec h n iq u e   f o r   d im en s io n ality   r ed u ctio n ,   d e m o n s tr atin g   its   p r o m i n en ce   s in ce   its   in ce p tio n .   W ith   t h e  i n co r p o r atio n   o f   th e   n o n n e g ativ ity   c o n s tr ain t,  NM F  ac h iev es  a  p ar ts - b ased   r ep r esen tatio n ,   wh ich   en h a n ce s   th e  in ter p r eta b ilit y   o f   th e  ex tr ac ted   f ea tu r es.  T h is   s u r v ey   p ap er   aim s   to   p r o v i d e  a  co m p r e h en s iv e  o v er v iew  o f   th eo r etica l  r esear ch   o n   NM F  o v er   th e   p ast  f iv e   y ea r s .   I t  s u m m ar izes  th e   p r in ci p les,  b asic  m o d els,  p r o p er ties ,   an d   alg o r ith m s   o f   NM F,  as  well  as  it s   m o d if icatio n s ,   ex ten s io n s ,   an d   g en er aliza tio n s .   T h e  ex is tin g   N MF  alg o r ith m s   ar e   class if ied   in to   f o u r   m ain   g r o u p s :  b asic  NM F  ( B NM F),   co n s tr ain ed   NM F  ( C NM F),   s tr u ctu r ed   NM F  ( SNMF) ,   an d   g e n er alize d   NM F  ( GN MF) ,   with   d etailed   an aly s e s   o f   th eir   d esig n   p r in cip le s ,   ch ar ac ter is tics ,   r elatio n s h ip s ,   an d   ev o lu tio n .   Ad d itio n ally ,   th e   s u r v e y   ex p lo r es  r elate d   wo r k   o u ts id e  o f   NM F  th at  o f f e r s   in s ig h ts   o r   co n n ec tio n s   to   N MF.   Op en   r esear ch   ch allen g e s   ar e  d is cu s s ed ,   an d   s ev er al  ap p licatio n   ar ea s   o f   NM F  ar e  b r ief l y   o u tlin ed .   T h is   s u r v ey   aim s   to   p r o v id e  an   i n teg r ated   an d   u p - to - d ate  f r am ewo r k   f o r   u n d er s tan d i n g   NM F,  with   th e  g o al  o f   g u id in g   f u tu r e  r esear c h   en d ea v o r s   in   th is   f ield .     2 . 1 . 3 .   L a t ent   s em a ntic   a na l y s is   T h e  p a p er   r ef er e n ce d   as  [ 1 1 ]   in v esti g ates  L SA   as  a  m eth o d   f o r   an aly zi n g   tex tu al  d ata,   wi th   a  f o cu s   o n   its   ef f ec tiv en ess   in   u n d er s tan d in g   r elatio n s h i p s   am o n g   ter m s   with in   d o cu m en ts   an d   ac r o s s   th e  co r p u s .   L SA ’ s   ap p licatio n   s p an s   v ar io u s   d o m ain s ,   in clu d in g   in tellig en t  in f o r m atio n   r etr iev al,   s ea r ch   en g in es,  an d   o n lin e  n ews  p latf o r m s ,   wh er e   it  p lay s   a   cr u cial   r o le   in   clas s if icatio n ,   clu s ter in g ,   s u m m ar izatio n ,   an d   s ea r ch   task s .   T h r o u g h   th e  u tili za tio n   o f   s in g u lar   v alu e   d ec o m p o s itio n   ( SVD) ,   L SA  en d ea v o r s   t o   r ev ea l   th e   o v er al l   s tr u ctu r e  o f   d o cu m en ts   an d   u n co v er   laten t  co n n ec ti o n s   with in   th e  d ataset.   R e s ea r ch er s   em p lo y   L SA  to   g ain   d ee p er   i n s ig h ts   in to   ter m - d o c u m en t  r elatio n s h ip s ,   p ar ticu la r ly   in   t h e  co n tex t  o f   an al y zin g   r esear ch   p ap er s   i n   n atu r al  lan g u ag e  p r o ce s s in g .   T h e  s tu d y   d em o n s tr ates  L SA ’ s   ca p ac ity   to   m er g e  ter m s   wit h   s im ilar   m ea n in g s   an d   id en tify   s u b tle  n u an ce s ,   th er eb y   s tr ea m lin in g   d o cu m e n t  r ep r esen tatio n   in   a  lo wer - d im en s io n al  s p ac e.   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 3 3 - 1 9 4 8   1936   p ap er   r ef e r en ce d   as  [ 1 2 ]   d el v es  in to   th e  ex p lo r atio n   o f   w o r d   em b e d d in g   in   th e  co n te x t  o f   s m all  co r p o r a,   p ar ticu lar ly   p er tin en t  in   th e  s t u d y   o f   in d iv id u al  te x t  p r o d u cti o n .   A  c o m p ar ativ e   an aly s is   is   co n d u cte d   b etwe en   s k ip - g r am   an d   L SA   with in   th is   f r am ewo r k ,   f o c u s in g   o n   t h eir   ef f ec tiv en ess   in   ex tr ac tin g   s em an tic  p atter n s   f r o m   s in g le - s er ies  d r ea m   r e p o r ts .   T h e  f in d in g s   r e v ea l  th at  L SA  o u tp er f o r m s   Sk ip - g r am   w h en   ap p lied   to   s m all   tr ain in g   co r p o r a  in   two   d is tin ct  s em an tic  tes ts .   A s   a  co m p ellin g   ca s e  s tu d y ,   th e  p ap er   d em o n s tr ates  L SA ’ s  ca p ac ity   to   ca p tu r e  m ea n in g f u l  wo r d   ass o ciatio n s   with in   d r ea m   r ep o r t  s er ies,  ev en   wh en   d ea lin g   with   a  lim ited   n u m b er   o f   d r ea m s   o r   in f r eq u e n t  wo r d s .   T h is   h ig h li g h ts   th e  p o ten tial  o f   L SA  as  a  v alu ab le  to o l  f o r   u n r av elin g   wo r d   ass o ciatio n s   in   th e  r ea lm   o f   d r ea m   r e p o r t s ,   th er eb y   co n tr i b u tin g   f r esh   p er s p ec tiv es  to   th e   tim eless   f ield   o f   p s y ch o lo g y   r esear ch .     2 . 1 . 4 .   P ro ba bil is t ic  la t ent   s em a ntic   a na ly s is   Pro b ab ilis tic  laten t  s em an tic  an aly s is   ( PLSA )   tr ea ts   to p ics  a s   h id d en   v ar ia b les  an d   aim s   to   u n co v e r   a  p r o b a b ilis tic  m o d el  t h at  ca n   ef f ec tiv ely   e x p lain   th e   o b s er v ed   d ata  p r esen t  in   th e   d o c u m en t - ter m   m atr ix .   E s s en tially ,   PLSA  s ee k s   a  m o d el  ( P  ( D,   W ) )   wh er e,   f o r   a n y   g i v en   d o cu m e n t  an d   wo r d   in   th e  c o r p u s ,   th e  p r o b a b ilit y   ( P  ( D,   W ) )   co r r esp o n d s   with   th e  r elev an t  en tr y   in   th e  d o cu m en t - ter m   m atr ix .   T h is   m eth o d   m er g es  th e  p r in cip les  o f   L SA   with   p r o b ab ilis tic  p r in cip les,  o f f e r in g   a  co m p r e h en s iv e  f r a m ewo r k   f o r   to p ic  m o d elin g   in   NL P .  PLSA  h o ld s   s ig n if ic an t  im p licatio n s   f o r   u n co v er i n g   th e  u n d e r ly in g   s tr u ctu r es  with in   tex tu al  d ata,   th u s   s er v in g   as  a  v alu a b le  t o o l  in   NL P  r esear ch   a n d   a p p licatio n s .   I n   p ap er   [ 1 3 ] ,   PLSA  is   a  s tatis t ical   tech n iq u e  wid ely   e m p lo y e d   i n   in f o r m atio n   r etr ie v al  an d   v ar io u s   o th er   f ield s ,   k n o wn   f o r   its   in tu itiv e  an d   r o b u s t  r esu lts .   Desp ite  its   ef f ec tiv en ess ,   PLSA  is   o f ten   cr iticized   f o r   th e  r ig i d ity   o f   its   a s s u m p tio n s   an d   th e   iter ativ e  n atu r e  o f   t h e  ex p ec ta tio n - m ax im izatio n   alg o r ith m ,   wh ich   h as  led   to   d i v is io n s   am o n g   r esear ch er s .   I n   th is   m an u s cr ip t,  we  p r o v id e  an   o v er v iew  o f   PLSA,   f o llo wed   b y   a  d is cu s s io n   o n   r ef o r m u latio n s   aim ed   at   ad d r ess in g   its   in h e r en t  p r o b l em s .   Sp ec ial  atten tio n   is   g iv en   to   a p p r o ac h es  th at   co n n e ct  PLSA  with   th e  s in g u lar   v alu e  d ec o m p o s itio n   th eo r em ,   s ee k in g   to   e n h an ce   i ts   ef f icien cy   an d   ef f ec tiv en ess .   Fu r th er m o r e ,   we  ex p lo r e   h o w  PLSA  s er v es  as   th e  f o u n d atio n   f o r   o th er   tec h n iq u es,  s u c h   as  k e r n eliza tio n   an d   p r o b ab ilis tic   tr an s f er   lear n i n g .   T h ese  ex te n s io n s   tr an s f o r m   PLSA  f r o m   a   d escr ip tiv e  t o o l  in t o   an   in f e r en tial  o n e,   th er e b y   o p en in g   u p   n ew  av en u es f o r   r esear ch   an d   a p p licatio n s .     2 . 2 .     Dee p  lea rning   a pp ro a ches f o r  t o pic m o delin g     I n   th eir   s tu d y ,   C h ai  an d   L i   [ 1 4 ]   ad d r ess   th e  is s u e  o f   in te r p r etab ilit y   in   d ee p   lear n in g - b ased   tex t   m in in g ,   a   ch allen g e   th at  h as   co n s tr ain ed   th e  ad o p tio n   an d   im p r o v em en t   o f   s u ch   m o d els  in   th e  f ield   o f   in f o r m atio n   s y s tem s   ( I S).   T h e y   in tr o d u ce   a   n o v el  r esear ch   f r am ewo r k   c alled   “n e u r al  to p i c  em b ed d in g ”   t h at  co m b in es  d ee p   n eu r al   n etw o r k s   with   to p ic   m o d elin g   t o   cr ea te  i n ter p r etab le   r e p r esen tatio n s   o f   tex tu al   d o cu m e n ts .   T h r o u g h   a  p r elim i n ar y   ex p er im en t in   f ak e  r e v ie w  d etec tio n ,   th eir   ap p r o ac h   s ig n if ican tly   en h an ce s   th e  s tate - of - th e - ar t p er f o r m a n c e,   as in d icate d   b y   an   8   p er ce n t   im p r o v em e n t in   F1   s co r e.   T h is   r esear ch   m ar k s   a  s ig n if ican t  co n tr ib u tio n   to   th e  I S  co m m u n ity ,   o f f er in g   a  p r o m is in g   p ath way   f o r   th e   f u tu r e  in teg r atio n   o f   s tate - of - th e - a r t d ee p   lear n in g   m eth o d s   wh ile  en s u r in g   in te r p r etab il ity   in   tex t m in in g   ap p licatio n s .     2 . 2 . 1 .   B idi re ct io na l  enco der  re presenta t io ns   f ro m   t ra ns f o rm er s     B id ir ec tio n al  en co d er   r ep r ese n tatio n s   f r o m   tr a n s f o r m e r s   ( B E R T o p ic)   [ 1 5 ]   is   an   ad v an ce d   to p ic   m o d elin g   ap p r o ac h   th at  h ar n e s s es  th e  p o wer   o f   tr an s f o r m e r - b ased   d ee p   lear n in g   m o d els  to   id en tify   to p ics  in   ex ten s iv e  tex t  d atasets .   I ts   ad v an tag es  in clu d e  th e  g en er a tio n   o f   m o r e  c o h er e n t  an d   in ter p r etab le  to p ics   co m p ar ed   to   tr ad itio n al  m eth o d s   lik e  laten t  Dir ic h let   allo ca tio n .   B E R T o p ic  ex ce ls   in   h an d lin g   lar g e   tex t  co llectio n s   ef f ec tiv ely   an d   ca p tu r es  s em an tic  r elatio n s h ip s   b etwe en   wo r d s ,   r esu ltin g   i n   h ig h ly   ac cu r ate  an d   m ea n in g f u l  to p ics.  Mo r eo v er ,   it  o f f er s   f in e - g r ain ed   c o n tr o l  o v er   th e  n u m b e r   o f   to p ics  to   b e  ex tr ac ted   an d   is   am en ab le  to   f in e - t u n in g   s p ec if ic  tex t d atasets   f o r   en h an ce d   p er f o r m a n ce .   I n   s u m m a r y ,   B E R T o p ic  r ep r esen ts   a  s ig n if ican t a d v an ce m en t in   to p ic  m o d elin g   with   a  wid e  r a n g e  o f   b e n ef its   f o r   r esear ch er s   a n d   p r ac titi o n e r s .     2 . 2 . 2 .   G ener a t iv e  pre - t ra ined t ra ns f o rm er   Gen er ativ e  p r e - tr ain e d   tr an s f o r m er s ,   o r   GPT  m o d els  [ 1 6 ] ,   b u ilt  o n   th e  tr an s f o r m er   ar ch itectu r e,   r ep r esen t  a  p iv o tal  ad v an ce m en t  in   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI ) .   T h e y   em p o wer   ap p licatio n s   lik e  C h atGPT   to   g en er ate  h u m an - lik e  te x t  an d   m u ltime d ia  co n ten t,  a n s wer   q u esti o n s   co n v er s atio n ally ,   a n d   f in d   ap p licatio n s   ac r o s s   v ar io u s   in d u s tr ies.  T h e  s ig n if ican ce   o f   GPT  lies   in   its   tr an s f o r m ativ e  im p ac t  o n   AI   r esear ch ,   in tr o d u cin g   a  n ew  er a  o f   m ac h in e  lear n in g   ad o p tio n .   GPT   m o d els,  d u e  to   th eir   s p ee d   an d   s ca lab ilit y ,   ca n   au to m ate  an d   en h an ce   a n   ar r a y   o f   task s ,   f r o m   lan g u ag e  tr a n s latio n   an d   d o cu m en t  s u m m ar izatio n   to   c o n ten t   cr ea tio n ,   web s ite  d esig n ,   co d e   g en er atio n ,   a n d   ev e n   p o etr y   co m p o s itio n .   T h e y   ar e  a  d r i v in g   f o r ce   b eh in d   th e   p u r s u it  o f   ar tific ial  g en e r al  in tellig en ce ,   o f f e r in g   th e  p o te n tial  to   elev ate  o r g an izatio n a l  p r o d u ctiv ity   a n d   tr an s f o r m   a p p licatio n s   an d   u s er   ex p er ie n ce s .   T h is   r ev iew  p a p er   ex p lo r es  th e  p r o f o u n d   im p ac t  o f   GPT  m o d els  in   AI   r esear ch   a n d   th eir   wid e - r an g in g   ap p licatio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E xp lo r in g   to p ic  mo d ellin g :   a   co mp a r a tive  a n a lysi s   o f tra d itio n a l a n d   tr a n s fo r mer - b a s ed   …   ( A ye s h a   R ia z )   1937   2 . 2 . 3 .   E x t ra   lo ng - t er m m e m o ry   net wo rk s     XL Net  [ 1 7 ] ,   wh ich   s tan d s   f o r   “e x tr a   lo n g - ter m   m em o r y   n et wo r k s , ”   is   an   ad v an ce d   lan g u ag e  m o d el  u s ed   in   NL P .   Un lik e  o ld er   m o d els  lik e  GPT,   XL Net  in tr o d u ce s   a  n ew  way   o f   tr ai n in g   ca lled   “ p er m u tatio n   lan g u ag e  m o d elin g . ”   T h is   h el p s   it  u n d er s tan d   t h e  o r d er   o f   wo r d s   in   a  s en ten ce   b etter ,   c ap tu r in g   c o n tex t  in   b o th   d i r ec tio n s .   I t  c o m b in es  t wo   ty p es  o f   m o d els,  au to r e g r ess iv e  ( ca p tu r es  th e  co n tex t  f r o m   lef t  to   r ig h t,   as  s ee n   in   tr ad itio n al  lan g u ag e  m o d els)  an d   a u to en co d in g   ( allo ws  th e  m o d el  to   lev er a g e  b i d ir ec tio n al  co n te x t) ,   allo win g   it  to   u n d e r s tan d   lan g u ag e  m o r e  th o r o u g h ly .   Simil ar   to   GPT,   XL Net  is   v er s atile ,   ex ce llin g   in   task s   lik e  tex t  co m p letio n   an d   tr a n s latio n .   I ts   im p ac t  o n   AI   r esear ch   h as  b ee n   s ig n if ican t,   o v er c o m in g   s o m e  lim itatio n s   o f   o ld er   m o d els  an d   co n tr ib u tin g   to   ad v an ce m e n ts   in   n at u r al  lan g u ag e   p r o ce s s in g   task s .   I n   s im p ler   ter m s ,   XL Net  is   a  p o wer f u l  to o l  th at  u n d er s tan d s   la n g u a g e  b etter ,   th an k s   to   its   in n o v ativ e   tr ain in g   ap p r o ac h ,   m ak in g   it a   k ey   p la y er   in   t h e  d ev elo p m en t  o f   ar tific ial  in telli g en ce .       3.   L I T E R AT U RE   R E VI E W    I n   th is   s ec tio n ,   we  r ev iew  th e  wo r k   r elate d   to   m o d els  b ased   o n   em b ed d in g   an d   th e  m o d els   in   wh ich   to p ics  ar e  g en er ated   f o r   s p ec if ic  p ar ts   o f   s p ee ch   in   a  d ataset.   E m b ed d in g - b ased   m o d els  h av e  g ain ed   p r o m in e n ce   f o r   th eir   ab ilit y   to   ca p tu r e  s em an tic  r elatio n s h ip s   b etwe en   wo r d s   an d   p h r ases ,   p r o v id i n g   a   r o b u s t  f o u n d atio n   f o r   v a r io u s   n atu r al  lan g u ag e  p r o ce s s in g   task s .   O n   th e  o th e r   h an d ,   m o d els  th at  f o cu s   o n   g en er atin g   to p ics  f o r   s p ec if ic  p ar ts   o f   s p ee ch ,   s u ch   as  n o u n s   o r   v er b s ,   o f f er   m o r e  f in e - g r ain e d   in s ig h t s   in to   th e  s tr u ctu r e   an d   th em atic  d is tr ib u tio n   o f   d atasets .   T h is   d u al  f o cu s   o n   e m b ed d in g   tech n iq u es  an d   tar g eted   to p ic  m o d elin g   h ig h lig h ts   th e  ev o lv in g   m eth o d o lo g ies aim ed   at  e n h an ci n g   t ex tu al  an aly s is   an d   u n d er s tan d in g .     3 . 1 .     Sentim ent   a na ly s is   a nd   deep   lea rning   a pp ro a ches in un d er s t a nd ing   t ex t ua l da t a   I n   r ec en t  y ea r s   a  lo t  o f   r esear ch   h as  b ee n   ca r r ied   o u t  th at  h av e  s h o wn   th at  w o r d   em b ed d i n g   is   q u ite   u s ef u l  f o r   to p ic  m o d elin g .   T h e   r ev iew  in   th is   s ec tio n   is   m ain ly   co n s is ts   o f   em b ed d in g   b ased   m o d els.  W ith   th e   p r o life r atio n   a n d   ex p a n s io n   o f   o n lin e  b u s in ess es  h av e  s tr ea m lin ed   th e  p r o ce s s   o f   o b tain i n g   d ir ec t  cu s to m er   f ee d b ac k .   T h is   ac ce s s ib ilit y   e n ab les  co m p an ies  to   id en tify   t h eir   wea k n ess es  an d   tak e  m ea s u r es  to   s tr en g th en   th eir   m ar k et  p o s itio n .   Ad d itio n ally ,   s en tim en t  an aly s is   s er v es  as   a  v alu ab le  to o l  f o r   co m p r eh en d in g   p eo p le ’ s  em o tio n s   an d   attitu d es  to war d   th eir   p r o d u cts  [ 1 8 ] .   W h ile  s o cial  m ed ia  p latf o r m s   h av e   g r a n ted   in d i v id u als  a   p latf o r m   f o r   f r ee   ex p r ess io n ,   t h ey   h av e  also   b ee n   ass o ciate d   with   d is tu r b i n g   in cid en ts .   Ha te  s p ee ch   o n   s o cial   m ed ia  h as  em er g ed   as  a   s ig n if ican t  co n ce r n ,   p o s in g   a   s ev er e   th r ea t  to   p eo p le ’ s   well - b ein g .   Sen tim en t  an aly s is   ca n   p lay   a  c r u cial  r o le  i n   id en t if y in g   an d   ad d r ess in g   h ate  s p e ec h   o n   t h ese  p latf o r m s .   Var io u s   d ee p   lear n in g   tech n i q u es,  s u ch   as  c o n v o lu tio n al   n eu r al  n etwo r k s   ( C NN)   an d   r ec u r r en t   n eu r al  n etwo r k s   ( R NN)   ca n   b e  em p lo y e d   f o r   th is   p u r p o s e  [ 1 9 ] .   Stan f o r d   U n iv er s ity   co n d u cte d   r esear ch   u tili zin g   em o tio n   s y m b o ls   to   ex tr ac t  twee ts ,   em p lo y in g   T witter ’ s   API ,   with   ea ch   twee t  r ep r esen tin g   eith e r   a   p o s itiv e  o r   n e g ativ e  s en tim en t .   T o   en h an ce   th e  ac c u r ac y   o f   class if icatio n   m o d els,  s ev er al   d ata  p r e p r o ce s s in g   tech n iq u es  wer e  im p lem en ted .   T h is   r esear ch   h as  th e  p o ten tia l  to   au to m ate  th e  class if icatio n   o f   twee ts   with o u t   th e  n ee d   f o r   m an u al  in ter v en tio n .   I t  s h o u ld   b e  n o ted   th at  th eir   s en tim en t  an aly s is   wa s   co n d u cted   co m p r eh e n s iv ely   with o u t sp ec if ic  d o m ain   f o cu s   [ 2 0 ] .   T witter   h as  b ec o m e  r ea ll y   i m p o r tan t  f o r   f ig u r i n g   o u t  wh at  p eo p le  th i n k   an d   f ee l  b ec a u s e  lo ts   o f   d if f er en t  t y p es  o f   p eo p le   u s e  it.  Peo p le  u s e  all  s o r ts   o f   m eth o d s   to   f ig u r e  o u t  wh at  p e o p le  ar e  s ay in g   o n   T witter ,   b u t  s o m etim es  it  is   n o t  to tally   ac cu r ate  b ec au s e  th er e  ar e   n o t   alwa y s   g o o d   s ets  o f   d ata  to   u s e,   an d   u n d er s tan d i n g   h o w   lan g u a g e   wo r k s   ca n   b e  t r ick y   [ 2 1 ] .   Sen tim en t  an al y s is   is   u s ef u l  i n   m an y   a r ea s ,   lik e   en ter tain m en t  an d   h ea lth ca r e.   Peo p le  ar e  s tu d y in g   it  a  lo t,  b u t  s o m etim es  it  is   h ar d   to   d o   r esear ch   b ec au s e   th er e  is   n o t   en o u g h   d ata.   E v e n   wh en   th er e   is   d ata,   g ettin g   p er m is s io n   an d   p a p er wo r k   ca n   tak e   a  lo n g   tim e,   ev en   m o n t h s   [ 2 2 ] .   As  s o cial  n etwo r k in g   s ites   h av e  b ec o m e  i n cr ea s in g ly   p o p u lar ,   p eo p le  n o w  ten d   to   ex p r ess   th eir   em o tio n s   o n lin e   r ath er   th an   c o n f i d in g   in   th eir   f am ily   m em b er s .   T h is   s h if t  h as  s p ar k ed   n u m er o u s   r esear ch   in itiativ es in   th e  f ield   o f   m en tal  h ea lth ,   u tili zin g   NL P   tech n iq u es  [ 2 3 ] .   W h ile  d ata  r elate d   to   m en ta l  h ea lth   r em ain s   h i g h ly   c o n f id en tial  an d   o f ten   in ac ce s s ib le  d u e  to   ag r ee m en ts   with   d ata  s o u r ce s ,   r ec en t  tech n o lo g ical  a d v an c em en ts   h av e  in tr o d u ce d   API s   lik e  T wee p y   an d   T witter 4 j.  T h ese  API s   en a b le  th e  c o llectio n   o f   o n lin e  d ata  f o r   s en tim en t   an aly s is ,   p a r ticu lar ly   f r o m   v ar io u s   s o cial  m ed ia  p latf o r m s .   B esid es  tex tu al  p o s ts ,   m an y   s o cial  m ed ia  web s ites ,   s u ch   as  Fli ck r   an d   I n s tag r am ,   f ac ilit ate  th e  s h ar in g   a n d   h o s tin g   o f   im ag es.  A n aly zin g   th ese  im ag es,  wh ich   r e f lect  u s er s ’   m o o d s   a n d   em o tio n s ,   ca n   p r o v id e  v alu a b le  in s ig h ts   in to   th eir   em o tio n al  s tates  an d   s en tim en ts   [ 2 4 ] .   Alth o u g h   s o cial   m ed ia  is   o f ten   ass o ciate d   with   co n tr ib u tin g   t o   m e n tal  h ea lth   is s u es  lik e  in cr ea s ed   an x iety ,   i t  h as  also   p r o v id ed   in d iv id u als with   a  p latf o r m   to   ch allen g e  s tig m as a n d   o u td ate d   b elief s ,   allo win g   th em   to   ex p r ess   th eir   th o u g h ts   with o u t  f ea r .   Giv en   t h e  o p en n ess   an d   f r ee d o m   f ac ilit a ted   b y   s o cial  m ed ia,   th ese   p latf o r m s   h av e  a   r esp o n s ib ilit y   to   ad d r ess   th e  g r o win g   m e n tal  h ea lth   co n ce r n s .   Ho wev er ,   it  is   im p o r tan t  to   n o te  th at  n o n e  o f   th e  ex is tin g   r esear ch   ca n   g u a r an tee  th e  ac cu r ate  p r ed ictio n   o f   all  s u icid al  an d   n o n - s u icid al  p o s ts   o n   s o cial   m ed ia  b y   d i f f er en t   u s er s   [ 2 5 ] .   T h e   ch allen g es  ar is e  d u e   to   is s u es  in h er en t  i n   n atu r al  la n g u ag e   p r o ce s s in g .  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 3 3 - 1 9 4 8   1938   W h ile  ac h iev in g   a  1 0 0 %  ac cu r ate  r esu lt  is   d if f icu lt,  s en tim e n t  an aly s is   d o es  p r o v id e  v alu a b le  in s ig h ts   an d ,   in   s o m e  in s tan ce s ,   ca n   h elp   p r ev en t m is h ap s .   B ey o n d   a n aly zin g   s o cial  m e d ia  p o s ts ,   th er e   ar e   o th e r   m eth o d s   f o r   ass ess in g   in d iv i d u al  s en tim en t,  s u ch   as  clas s if y in g   s u icid e  n o tes.  T h is   p r o ce s s   in v o lv es  l in g u is tic  an aly s is ,   as   in d iv id u als  ex p r ess   th eir   em o tio n s   u n iq u ely   in   s u icid e  n o tes.  Dif f er en ce s   in   lan g u ag e,   p r o n o u n   u s ag e,   an d   g r am m ar   m ak e  it   ch allen g in g   to   ac c u r ately   class if y   th ese  n o tes  [ 2 6 ] .   Ad d itio n al  r esear ch   ef f o r ts   h av e  also   b ee n   d ed icate d   t o   d is tin g u is h in g   g en u in e   f r o m   f ak e  s u icid e   n o tes,  e m p lo y i n g   a  r an g e  o f   tec h n iq u es   f r o m   tr a d itio n al  ap p r o ac h es  to   cu ttin g - ed g e  m ac h i n e  lear n i n g   m eth o d s .   On e  lim itin g   f ac to r   in   t h is   r esear ch   d o m ain   is   th e   lim ited   av ailab ilit y   o f   s am p le  d ata.   T h e   u tili za tio n   o f   NL P  an d   tex t  m in in g   in   s e n tim en t  an aly s is   is   s till   ev o lv i n g ,   wh ich   ex p lain s   th e  ch allen g es  f ac ed   b y   m ajo r   s o cial  m ed ia  p latf o r m s   in   ac cu r ately   id en tify i n g   p o s ts   ex p r es s in g   n eg ativ e  s en tim en ts   [ 2 7 ] .   I n   th e   ea r ly   s tag es  o f   s en tim en t  an aly s is ,   th e  f o cu s   was  p r im ar ily   o n   in d iv id u a l  wo r d s   r ath er   th an   co m p r e h e n d in g   th e  co n te x t  in   wh ich   th ese  wo r d s   ap p ea r ed   [ 2 8 ] .   Su b s eq u en tly ,   a  W o r d N et - b ased   ap p r o ac h   was  in tr o d u ce d   f o r   s en tim en t   an aly s is ,   wh ich   in v o lv ed   ca lc u latin g   th e  d is tan ce   b etwe en   wo r d s   in   a  tex t a n d   th e  ter m s   “ good ”   o r   “ b a d ”   [ 2 9 ] .  So m e  r esear ch er s   ev en   u tili ze d   C o s in e  d is tan ce   to   en h an ce   ac cu r ac y .   T h e  ad o p tio n   o f   b id ir ec tio n al  lo n g   s h o r t - ter m   m em o r y   ( Bi - L ST M )   in   s en tim en t  an aly s is   m ar k ed   a  s h if t  to war d s   co n s id er in g   co n tex t,  m ak i n g   it  a   m o r e  ef f ec tiv e  m et h o d   c o m p a r ed   to   o th er s   [ 3 0 ] .   Dea lin g   wit h   ex ten s iv e  tex t  an d   d ec i p h er i n g   its   m ea n in g   ca n   b e  ch allen g in g ,   an d   o n e  tec h n iq u e   to   b etter   g r asp   t h e  s u b jects  with in   lar g e  c o llectio n s   o f   tex t   is   to p ic   m o d elin g   [ 3 1 ] .   T o p ic   m o d elin g   h as  f o u n d   ap p licatio n s   in   d iv er s e  f ield s   s u ch   as  p o liti ca l  s cien ce ,   cu s to m er   r ev iews,  s o f twar e  en g in ee r in g ,   m ed icin e,   an d   lin g u is tics   [ 3 2 ] .     3 . 2 .     T o pic  m o delin g   f ro m   t r a ditio na l a pp ro a ches t o   mo dern  t ec hn iq ues   W h ile  th er e  ar e  n u m er o u s   to p ic  m o d elin g   alg o r ith m s   av aila b le,   o p tim izin g   an d   f in e - tu n in g   th em   is   cr u cial  f o r   o b tain i n g   r eliab le   r esu lts .   A  s o lid   u n d er s tan d in g   o f   th e  u n d e r ly in g   p r o ce s s es  in   th ese  alg o r ith m s   is   n ec ess ar y   to   d eter m in e  wh ich   o n e  b est  alig n s   with   th e  s p ec if ic  o b jectiv es  at  h an d   [ 3 3 ] .   T o p ic  m o d elin g   co n tin u es  to   h o ld   a  p i v o tal  r o le  in   th e  d o m ain s   o f   m ac h in e  lear n in g   an d   n atu r al  la n g u ag e  p r o ce s s in g ,   n ec ess itatin g   o n g o in g   r esear c h   ef f o r ts   to   en h an ce   its   u tili ty   ac r o s s   v ar io u s   d o m ain s .   T h e  lan d s ca p e  o f   to p ic  m o d elin g   h as  u n d er g o n e  s ig n i f ican t  tr an s f o r m atio n s   s in ce   it s   in ce p tio n .   Am o n g   th e  ea r lie s t  an d   m o s t  wid ely   ad o p ted   m o d els,  L DA ,   o r ig i n ally   in tr o d u ce d   b y   B lei   et  a l.   i n   2 0 0 3   [ 3 ] ,   r em ain s   a   f o u n d at io n al  an d   p r e v alen t  ap p r o ac h   in   th e  r ea lm   o f   p r o b ab ilis tic  to p ic  m o d elin g .   R eisen b ich ler   an d   R eu tter er   [ 3 4 ]   em p h asized   th e   ap p licatio n   o f   to p ic   m o d els   in   m ar k etin g   r esear ch ,   h ig h li g h t in g   th eir   ef f icac y   i n   r ev ea lin g   h id d e n   p atter n s   in   co m p lex   co - o cc u r r en ce   d ata.   T h ey   n o ted   th e  in c r ea s in g   in t er est  am o n g   m ar k etin g   s ch o lar s   an d   p r ac titi o n e r s   in   u tili zin g   th ese  v er s atile  clu s ter in g   tech n iq u es  d u e  to   th e  av ailab ilit y   o f   ex ten s iv e  d atasets .   Ho wev er ,   th ey   id en tifie d   a  s ig n if ican t g ap   in   th e  liter atu r e.   An   ab s en ce   o f   a  co m p r eh e n s iv e  o v er v iew  o f   th is   r ap id ly   ev o lv in g   f ield .   T o   a d d r ess   th is   g ap ,   th e   au th o r s   c o n d u cted   a  s y s tem a tic  r ev iew  o f   6 1   r elev an t  p ap er s   an d   co n ce p tu al   co n tr ib u tio n s ,   ex p lo r in g   v ar io u s   d im en s io n s   in clu d in g   d ata  s tr u ctu r es,  m o d el  im p lem en tat io n ,   ex ten s io n s ,   an d   p er f o r m an ce   ev alu atio n .   T h e ir   o b jectiv e   was  to   ca teg o r i ze   an d   illu m in ate   th e  c o n tr ib u tio n s   m a d e  in   m ar k etin g   r esear ch   t h r o u g h   to p ic  m o d els,  s h o wca s in g   a d v an ce m en ts   ac r o s s   m ar k etin g   s u b - d o m ain s .   T h e   au th o r s   r ev iew  n o t  o n ly   s y n t h esized   ex is tin g   liter atu r e  b u t  also   p r o v id ed   v al u ab le  in s ig h ts   in to   p o ten tial   f u tu r e  r esear c h   d ir ec tio n s   in   m ar k etin g ,   with   a  f o cu s   o n   th e  u tili za tio n   o f   to p ic  m o d elin g   tech n iq u es.   Sh o r t  tex ts   ex h i b it  less   wo r d   co - o cc u r r en ce s   t h an   lo n g er   tex ts   d o ,   an d   wo r d   c o - o cc u r r en ce s   ar e  cr u cial  f o r   t o p ic  m o d ellin g   b e ca u s e  ex is tin g   m o d els  ar e  b ased   o n   wo r d   c o - o cc u r r en ce s   an d   f ail  wh en   a p p lied   to   s h o r t   tex ts   [ 3 5 ] .  Me an wh il e,   Siv an an d h am   et  a l.   [ 3 6 ] ,   in   th eir   w o r k   in   2 0 2 1 ,   em p lo y e d   a   co m b i n atio n   o f   tech n iq u es,  in clu d in g   L DA  to p ic  m o d elin g ,   NL P ,   tim e  s er ie s   an aly s is ,   an d   v ec to r   au to - r eg r ess io n ,   to   an aly ze   r esear ch   tr en d s   a n d   m a k e  p r e d ictio n s   u s in g   to p ic  m o d elin g .   I t  is   wo r th   n o tin g   th at  alth o u g h   th ei r   m eth o d s   wer e  well - d etailed ,   th eir   d ataset  o n ly   co v er ed   ar ticles  s p an n in g   ap p r o x im ately   n in e  y e ar s ,   wh ich   m ay   n o t   p r o v id e   en tire ly   ac c u r ate  r esu l ts .   Gr is ales  et - al .   [ 3 7 ]   d is cu s s ed   th e  ev o lu tio n   an d   ap p licatio n s   o f   to p ic  m o d elin g ,   a   p r o m in e n t  n atu r al   lan g u ag e  p r o ce s s in g   tech n iq u e,   b y   em p lo y in g   b ib lio m etr ic   an aly s is .   I t  r ev ea ls   th at  th e  USA  an d   C h in a  ar e   am o n g   th e  m o s t  p r o d u ctiv e  c o u n tr ies  in   th is   f ield ,   with   ap p licatio n s   p r im ar ily   f o cu s ed   o n   id en tify in g   s u b - to p ics  in   s h o r t  tex ts   lik e  s o cia l  n etwo r k s   an d   b lo g s .   T h e  s tu d y   u n d er s co r es  th e  v er s atility   o f   to p ic  m o d elin g   an d   its   v alu a b le  r o le  in   s y s tem atica lly   r ev iewin g   v ast  v o lu m es  o f   u n s tr u ctu r e d   in f o r m ati o n ,   o f f er i n g   i n s ig h ts   b en ef icial  f o r   r esear c h er s   an d   ac ad em ics  en g ag ed   in   v ar io u s   ac ad em ic  an d   r esear ch   c o n te x ts .   T h is   s tu d y   u s es   th e  L DA  m o d el  to   p er f o r m   to p ic  ex tr ac tio n   o n   th e  ab s tr ac ts   o f   d o cu m en ts   f r o m   2 5   jo u r n als  an d   1 9   co n f er e n ce s   m ar k ed .   Yad av   h ig h lig h ted   th e  s ig n i f ican ce   o f   s en tim en t  an aly s is   in   to d ay ’ s   co m p etitiv e  wo r ld ,   s h o wca s in g   its   wid e - r an g in g   a p p licatio n s   ac r o s s   v a r io u s   s ec t o r s ,   f r o m   h ea lth ca r e   to   e n ter ta in m en t,  c o r p o r ate,   an d   p o liti cs.  T h e  s tu d y   f o cu s e s   o n   an aly zin g   h ea d lin es  f r o m   I n d ia ’ s   lead in g   n ews  p o r tal,   t h e  T im es  o f   I n d ia,   em p lo y in g   b o t h   s u p er v is ed   a n d   u n s u p er v is ed   tech n iq u es.  I n   s u p er v is ed   s en tim en t  an al y s is ,   th e  B i - L STM   tech n iq u e  is   em p l o y ed ,   wh ile   u n s u p er v is ed   to p ic  m o d elin g   is   co n d u cted   u s in g   L DA   a n d   L SA ,   with   L DA   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E xp lo r in g   to p ic  mo d ellin g :   a   co mp a r a tive  a n a lysi s   o f tra d itio n a l a n d   tr a n s fo r mer - b a s ed   …   ( A ye s h a   R ia z )   1939   o u tp er f o r m in g   L SA  in   ter m s   o f   p r o d u cin g   a  m o r e  b ala n ce d   d is tr ib u tio n   o f   to p ics.  T h e  r esear ch   em p h asizes   th e  im p o r tan ce   o f   ch o o s in g   an   ap p r o p r iate  n u m b er   o f   to p ics  b ased   o n   d ataset  ch ar ac ter is tics ,   p r o v id in g   v alu ab le  in s ig h ts   in to   to p ic  s elec tio n   m eth o d o l o g ies  b ey o n d   tr ial - a n d - e r r o r   ap p r o ac h e s   [ 3 8 ] .   T h is   th esis   p r o ject  f o c u s es  o n   h ar n ess in g   to p ic  m o d elin g   tech n iq u es  w ith in   th e  r ea lm   o f   n atu r al  lan g u ag e  p r o ce s s in g   to   ex tr ac t v alu ab le  in s ig h ts   f r o m   cu s to m er   ca lls   to   a  E u r o p ea n   f in an cial  s er v ice  p r o v i d er .   I t a i m s   to   co m p ar e  two   p r o m in e n t  to p ic  m o d elin g   alg o r ith m s ,   L DA  an d   B E R T o p ic,   to   ca teg o r ize  an d   an aly ze   ca ll   co n ten t,  u ltima tely   en h an cin g   th e  co m p an y ’ s   u n d er s tan d in g   o f   cu s to m er   n ee d s   an d   f ac ilit atin g   m o r e  ef f ec tiv e  d ec is io n - m ak in g .   L DA  o u tp er f o r m s   B E R T o p ic  in   ter m s   o f   to p ic  q u ality   an d   in ter p r etab ilit y ,   in d icatin g   its   s u p er io r   ab ilit y   to   ca p tu r e  m ea n in g f u l   an d   co h er en t  to p ics  with in   th e   cu s to m e r   ca ll  d ata.   T h e  r esu lts   d em o n s tr ate  th e  p o ten tial  f o r   im p r o v in g   cu s to m er   en g a g em en t,  s atis f ac tio n ,   an d   tailo r e d   s tr ateg ies f o r   th e  c o m p an y ’ s   b en ef it  [ 3 9 ] .   W o r d   em b ed d in g   is   ef f ec tiv e  in   id en tify in g   s y n tactica lly   an d   s em an tically   co n n ec t ed   wo r d s ,   ac co r d in g   to   r esear c h ,   an d   t h ey   ca n   b e  u s ed   to   co n n ec t   r elate d   wo r d s   in   a  co r p u s   [ 4 0 ] .   Dete r m in in g   s em an tically   r elev an t  co n ten t  in   s h o r t   tex ts   ca n   b e  ch a llen g in g   s in ce   th ey   o f ten   h av e  less   wo r d   co - o cc u r r e n ce s .   No n - n e g ativ e  m atr ix   f ac to r izatio n ,   wh ich   is   b ased   o n   p r e - tr ai n ed   d is tr ib u tio n al  v ec to r   r ep r esen tatio n ,   is   u s ed   to   s o lv e  th is   is s u e  [ 4 1 ] .  Patil  et  a l.   [ 4 2 ]   d is cu s s ed   th e  u s e  o f   to p ic  m o d elin g ,  s p ec if ically   L DA  as  an   u n s u p er v is ed   m ac h in e  lear n in g   tec h n iq u e  f o r   d is co v e r in g   to p ics  with in   a  co llectio n   o f   d o cu m e n ts .   T h ey   em p h asize  th at  wh ile  L DA  is   ty p ically   ap p lied   to   id en tif y   to p ics ac r o s s   m u ltip le  d o cu m en ts ,   it  ca n   also   b e   v alu ab le   f o r   s in g le - d o cu m en t  a p p licatio n s ,   w h er e  it  ef f ec tiv ely   ex tr ac ts   k ey wo r d s   s u m m ar izin g   th e  co r e  id ea   o f   th e  d o cu m e n t   co n cisely .   T h is   ap p r o ac h   is   p ar ticu lar ly   u s ef u l  f o r   tex t  s u m m ar izatio n ,   wh er e   th e  g o al  is   to   s h o r ten   a  tex t  d o cu m en t  wh ile  r etain in g   its   ess en tial  p o in ts .   T h e  au th o r s   p r esen t  an   L DA  m o d el   th at  id en tifie s   d o m in an t  to p ics  with in   a  tex t  d o cu m en t  an d   s elec ts   s en ten ce s   r ef lectin g   th ese  to p ics  to   cr ea te   a   h u m an - r ea d ab le  s u m m ar y .   Acc o r d in g   to   Sh i  et  a l.   [ 4 3 ] ,   a  n eu r al  wo r d   em b e d d in g   is   em p lo y ed   t o   d eter m in e  th e  co n tex t  o f   wo r d s   in   o r d er   to   i d en tify   th e  th em es  o f   s h o r t   tex ts .   Similar   to   th is ,   W an g   et  a l.   [ 4 4 ]   em p lo y   wo r d   em b ed d in g ’ s   to   id en tif y   ad d iti o n al  in f o r m atio n   f o r   in teg r atin g   s h o r t  tex t  d o cu m e n ts   in to   s ec tio n s   o f   ad jace n t   wo r d s .   W o r d   em b ed d in g   ar e  cr u cial  f o r   to p ic  m o d ellin g   to   lo ca te  th e  tar g et  ter m ’ s   im m ed iate  co n tex t  [ 4 5 ] .  An   alter n ate  m eth o d   o f   to p ic  m o d ellin g   with   less   r u n - ti m e  co m p le x ity   is   o f f e r ed   b y   p r e - t r ain ed   w o r d   em b ed d in g   in   co m b in atio n   with   k - m ea n s   clu s ter in g   an d   T F - b ased   r e - r a n k in g   [ 4 6 ] .   Hasan   et  a l.   [ 4 7 ]   f o c u s ed   o n   to p ic  m o d elin g ,   a  s tatis tic al  d ata  m in in g   tech n iq u e  u s e d   to   ca teg o r ize  d iv er s e  d o c u m en ts   in to   co h er e n t  to p ics.  T h e  s tu d y   ev alu ates  th e  ef f ec tiv en ess   o f   two   p r o m in en t  to p ic  m o d elin g   m eth o d s   wh en   ap p lied   to   B an g la  n ews  ar ticles,  wi th   th e  g o al  o f   au to m atin g   d o c u m en t   ca teg o r izatio n   f o r   r ec o m m en d atio n   s y s tem s   an d   s ea r ch   ap p licatio n s .   T h e   m et h o d s   u n d er   e x am in atio n   a r e  L DA   an d   L DA2 v ec ,   wh ich   c o m b in es  L DA  with   W o r d 2 Vec .   Desp ite  th e  in h er en t  d if f er e n ce s   in   s y n tax   b etwe en   B an g la  an d   E n g lis h ,   L DA  d em o n s tr ates  it s   ef f icac y   in   e x tr ac tin g   m e an in g f u l  to p ics  f r o m   B an g la  n ew s   d o cu m en ts .   T o   f ac ilit ate  test in g   an d   p r ac tical  im p lem en tatio n ,   a  n o v el   tech n iq u e  is   d ev is ed   f o r   id en tify i n g   to p ics  in   n o n - f ac to r ized   d o c u m en ts   b y   L DA  a n d   L DA2 v ec .   R em ar k a b ly ,   t h e   r esu lts   r ev ea l  th at   L DA2 v ec   o u tp e r f o r m s   L DA,   ac h ie v in g   a n   im p r ess iv e  ac cu r ac y   r ate   o f   8 5 . 6 6 %  in   id en tify in g   to p ics  with in   test   d o cu m e n ts ,   co m p ar ed   t o   L DA ’ s   ac cu r ac y   o f   6 2 . 4 5 %.   As  s u ch ,   L DA2 v ec   e m er g es  as  th e   m o r e  r eliab le  c h o ice  f o r   r ea l - wo r l d   a p p licatio n s .   Qi  an d   He   [ 4 8 ] ,  p r esen ted   an   o f f - to p ic   d etec tio n   alg o r ith m   t h at  en h a n ce s   a cc u r ac y   a n d   e f f icien cy   in   E n g lis h   co m p o s itio n - ass is ted   r ev iew  s y s tem s .   I t  co m b in es  L DA  an d   W o r d 2 Vec   to   m o d el  an d   tr ain   d o cu m en ts ,   lev er ag in g   s em an tic  r elatio n s h ip s   b etwe e n   d o cu m en t   to p ics  a n d   w o r d s   to   ca lcu late   p r o b ab ilit y - weig h ted   s u m s   f o r   ea ch   to p ic  an d   its   f ea tu r e  wo r d s .   T h e  alg o r ith m   id e n tifie s   o f f - to p ic  c o m p o s itio n s   th r o u g h   a  s et  th r esh o ld ,   o u tp er f o r m in g   th e  v ec to r   s p a ce   m o d el  in   ex p er im en tal  r es u lts ,   ac h iev in g   h ig h er   ac cu r a cy   an d   an   F  v alu e   ex ce ed in g   8 8 %.  T h is   alg o r it h m   h o ld s   p r o m is e  f o r   in tellig en t  o f f - to p ic   d etec tio n ,   esp ec ially   in   E n g lis h   co m p o s itio n   teac h in g   co n tex ts .   Gr o o ten d o r s t  in   s tu d y   [ 4 9 ]   d is cu s s ed   th e  B E R T o p ic,   a  to p ic  m o d elin g   ap p r o ac h   th at  g o e s   b ey o n d   tr ad itio n al  m eth o d s   b y   lev er a g in g   s tate - of - th e - ar t  lan g u ag e   m o d els  an d   in tr o d u cin g   a  cl ass - b ased   T F - I DF   p r o ce d u r e  f o r   cr ea tin g   c o h er e n t  to p ic  r ep r esen tatio n s .   B E R T o p ic  o p er ates  in   s ev er al  s tep s :  it  f ir s t  g en er ates   d o cu m e n t  em b ed d in g   u s in g   p r e - tr ain ed   tr a n s f o r m e r - b ased   l an g u ag e   m o d els,  th e n   clu s ter s   th ese  em b ed d in g ,   an d   f in ally   p r o d u ce s   to p ic  r e p r esen tatio n s   u s in g   th e  class - b ased   T F - I DF  ap p r o ac h .   T h is   s ep ar atio n   o f   task s   p r o v id es  f lex ib ilit y   an d   ea s e  o f   u s e  in   t h e  m o d el.   T h e  p a p er   p r esen ts   a  co m p r eh en s iv e   an al y s is   o f   B E R T o p ic,   in clu d in g   ev alu atio n s   with   cl ass ical  to p ic  co h er e n ce   m ea s u r es  an d   co n s id er atio n s   o f   r u n n in g   tim es.  T h e   r esu lts   o f   ex p er im en ts   in d i ca te  th at  B E R T o p ic  ef f ec ti v ely   ca p tu r es  co h e r en t  lan g u ag e  p atter n s   an d   co n s is ten tly   p er f o r m s   well  ac r o s s   v ar io u s   task s ,   m ak in g   it  a  co m p etitiv e  an d   s tab le  o p ti o n   in   th e  f ield   o f   to p ic   m o d elin g .   C y g an   [ 5 0 ]   h ig h li g h ted   th e   s ig n if ican ce   o f   b r o wsi n g   h is to r y ,   wh ich   o f ten   c o n tain s   a  wea lth   o f   in tellectu al  ex p lo r atio n   r ec o r d ed   as  UR L s ,   titl e s ,   an d   tim estam p s .   Ho wev er ,   th e   tab u lar   f o r m at  o f   th is   d ata   m ak es  it  ch allen g in g   t o   ex p lo r e  an d   e x tr ac t  m ea n i n g f u l   in s ig h ts .   T h e  au th o r   em p lo y s   Sen ten ce - B E R T   ( SB E R T )   to   cr ea te  ex p r ess iv e  em b ed d in g ’ s   th at  f ac ilit ate  to p ic  m o d elin g   with in   b r o wsi n g   h is to r y   d ata.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 3 3 - 1 9 4 8   1940   Qu alitativ e  an aly s is   r ev ea ls   th at  to p ic  clu s ter s   g e n er ated   f r o m   Sen ten ce - B E R T   ( SB E R T )   web   p ag e   em b ed d in g s   o u tp er f o r m   th o s e  cr ea ted   u s in g   Do c2 Vec - b as ed   d o cu m e n t  em b ed d i n g .   De s p ite  a  lo wer   to p ic   co h er en ce   s co r e,   SB E R T - b ased   em b ed d in g s   ex ce l  in   o r g a n izin g   a  d iv e r s e  r an g e  o f   d o c u m en ts   with o u t  th e   n ee d   f o r   p r io r   tr ain in g ,   u n lik e   Do c2 Vec ,   wh ich   r eq u ir es  tr a in in g   o n   t h e  in p u t  d ataset.   SB E R T   em b ed d in g ’ s  ca p tu r e  s em an tic  co n ce p ts   ef f ec tiv ely ,   wh ile  Do c2 Vec   ten d s   to   p r io r itize  s tr u ctu r al  s im il ar ity   o v er   s em an tic  m ea n in g .   Ov er all,   t h is   s u g g es ts   th at  tr ain in g   o n   th e  i n p u t   d ataset  f o r   d o cu m e n t  to p ic   m o d elin g   m a y   n o t  b e   id ea l,  as  it  ca n   lead   t o   an   o v er em p h asis   o n   s tr u ct u r al  c o m p o s itio n   r ath er   t h an   s em a n tic  co n ten t.  I n   Gr o o t  et   al .   [ 5 1 ] ,   d is cu s s ed   th e  ap p licatio n   o f   to p ic  m o d elin g ,   p ar ticu lar l y   laten t  Dir ich let  allo ca tio n ,   a n d   th e  c h allen g es  it  f ac es  wh en   d ea lin g   with   s h o r t   tex ts   f r o m   v ar io u s   d o m ain s .   T h ey   e x p lo r e  th e   p e r f o r m an c e  o f   th e   B E R T o p ic  alg o r ith m ,   a  s tate - of - t h e - ar t  ap p r o ac h ,   o n   s h o r t  m u lti - d o m ain   tex ts   an d   f in d   th at   it  o u tp er f o r m s   laten t   Dir ich let  allo ca tio n   in   ter m s   o f   to p ic  co h er en ce   a n d   d i v er s ity .   Ad d itio n ally ,   th ey   a n aly ze   th e  p er f o r m an ce   o f   th e  HDBS C AN  clu s ter in g   a lg o r ith m   u s ed   b y   B E R T o p ic  an d   id en tify   a n   is s u e  wh er e  it  ca teg o r izes  a   s ig n if ican t  p o r tio n   o f   th e  d o cu m en ts   as  o u tlier s ,   wh ich   h in d e r s   f u r th er   an aly s is .   T o   ad d r ess   th is   p r o b lem ,   th ey   r ep lace   HDBS C A N  with   k - m ea n s   clu s ter in g .   L iu   et  a l.   [ 5 2 ]   co n d u cted   a  s tu d y   f o cu s in g   o n   th e  u tili za tio n   o f   s u m m ar y   g e n er atio n   an d   to p ic   m o d elin g   to   d is ce r n   f ac to r s   in f lu en cin g   v ac cin e  attitu d es  ac r o s s   r eg io n s .   T h e y   g ath er e d   twee ts   co n ce r n in g   Sin o v ac ,   Ast r aZ en ec a,   a n d   Pf izer   v ac cin es,  ap p ly in g   B E R T o p ic  clu s ter in g   t o   ca teg o r ize  twee ts   in to   to p ics.   Ad d itio n ally ,   th e y   u tili ze d   co n tr asti v e  lear n in g   ( C L )   to   p r o d u ce   s u m m ar ies  f o r   ea ch   to p i c.   T h e  s tu d y   f o u n d   th at  B E R T o p ic  o u tp e r f o r m s   laten t  Dir ich let   allo ca tio n   an d   id e n tifie d   th r ee   c o n s is ten t  f ac to r s   a f f ec tin g   v ac cin e  attitu d es:  v ac cin e - r ela ted   f ac to r s ,   h ea lth   s y s tem - r ela ted   f ac to r s ,   an d   in d iv i d u al  s o cial  attr ib u tes.  T h e   r esear ch   co n clu d es  th at   d ee p   lear n in g   m eth o d s   e f f ec tiv ely   r ev ea l  th ese  f ac t o r s ,   ass is tin g   p o licy m a k er s   an d   m ed ical  in s titu tio n s   in   f o r m u l atin g   m o r e  ef f icien t  v ac ci n atio n   s tr ateg ies.  Z a n k ad i   et   al .   [ 5 3 ]   d is cu s s ed   th e   cr u cial  r o le   o f   lear n er s ’   in ter ests   in   th e  r ea lm   o f   e d u ca tio n ,   s p ec if ically   f o cu s in g   o n   m ass iv e  o p en   o n lin e   co u r s es  ( MO OC s ) .   I t  h ig h lig h ts   th e  s ig n if ican t  p o ten tial  o f   n u r tu r in g   an d   alig n in g   le ar n er s ’   in ter ests   to   en h an ce   th eir   o v e r all  MO OC   lear n in g   ex p er ien c es.  T h e  s tu d y   d elv es  in to   th e  co n ce p t  th at  lear n er s   o f ten   r ev ea l  th eir   g e n u in e  in ter ests   an d   p r e f er en ce s   o n   s o cial  m ed ia  p latf o r m s   th r o u g h   u s e r - g en er ate d   co n te n t,   wh ich   co n tain s   v alu a b le  h id d en   in s ig h ts .   T h e  p r im a r y   r es ea r ch   o b jectiv e  is   to   id e n tify   an d   ex tr ac t  th ese   to p ical  in ter ests   f r o m   lear n er s ’   s o cial  m ed ia  p o s ts ,   th er eb y   en r ich in g   th eir   co u r s e  p r ef er en ce s   with in   th e   MO OC   co n tex t.  T o   ac h iev e   th is ,   th e  s tu d y   em p lo y s   NL P   t ec h n iq u es  an d   lev er a g es  v ar i o u s   to p ic  m o d elin g   m eth o d s ,   in clu d in g   laten t  Dir ich let   allo ca tio n ,   laten t  s em an tic  an aly s is ,   an d   B E R T o p i c.   R em ar k ab ly ,   th e   ex p er im en tal  f in d i n g s   u n d e r s co r e  th at  B E R T o p ic  o u tp er f o r m ed   th e  o th er   m o d els  wh en   a p p lied   to   th e  d ataset  co llected   f o r   t h is   s tu d y .       4.   M E T H O D   T h is   s tu d y   f o cu s es  o n   ev alu a tin g   th e  p er f o r m an ce   o f   tr an s f o r m er - b ased   lan g u ag e   m o d el s   f o r   tex t   s u m m ar izatio n   u s in g   b e n ch m ar k   d atasets .   A  s tr u ctu r ed   ap p r o ac h   is   ad o p ted ,   lev e r ag in g   th e  T wen t y   New s g r o u p s   d ataset  an d   an   ar ticles  d ataset  to   en s u r e  d iv er s i ty   an d   r ep r esen tativ en ess   in   t h e  ev alu atio n .   T h e   d atasets   wer e  ca r ef u lly   p r e p ar ed   an d   a n aly ze d   t o   f ac ilit ate  m ea n in g f u l c o m p a r is o n s   an d   in s ig h ts .       4 . 1 .    Select io n o f   da t a s et     T wo   d is tin ct  d ataset s   wer e  u t ilized   in   th is   s tu d y   to   ev alu ate  th e  p er f o r m an ce   o f   tr an s f o r m er - b ased   lan g u ag e   m o d els  f o r   tex t   s u m m ar izatio n .   T h e   f ir s t  is   th e  T wen ty   New s g r o u p s   d ataset,   a  wid el y   u s ed   co llectio n   o f   1 8 , 8 4 6   d o c u m e n ts   ca teg o r ized   in to   2 0   d if f er en t  n ewsg r o u p s .   T h is   d ataset,   f etch ed   u s in g   th e   f etch _ 2 0 n ewsg r o u p s   f u n ctio n   f r o m   th e  s cik it - lear n   lib r a r y ,   p r o v id es a   r ich   an d   d iv er s e  tex t u al  b ase  f o r   n atu r al   lan g u ag e   p r o ce s s in g   task s .   T h e  s ec o n d   d ataset,   r ef e r r ed   to   as  th e  Ar ticles  d ataset,   co m p r is es  tex tu al  d at a   ex tr ac ted   f r o m   t h e  f ile  a r ticles.x ls x ,   s o u r ce d   f r o m   KDn u g g ets.  T h is   d ataset  is   n o tab le  f o r   its   s tr u ctu r ed   a n d   co m p r eh e n s iv e  co n ten t,  o f f er in g   a  co m p lem en tar y   p er s p e ctiv e  to   th e  u n s tr u ctu r ed   n at u r e  o f   th e  T wen ty   New s g r o u p s   d ataset.   T o g et h er ,   th ese  d atasets   p r o v id e   a  b alan ce d   f r am ewo r k   f o r   ev alu atin g   tex t   s u m m ar izatio n   m o d els ac r o s s   v ar ied   tex tu al  c o n tex ts .     4 . 1 . 1 .   T went y   newsg ro up s   d a t a s et   T h e  T wen ty   New s g r o u p s   d at aset,  is   a  co m m o n ly   u s ed   te x t  d ataset  f o r   v ar i o u s   n atu r al  lan g u a g e  p r o ce s s in g   task s .   T h e   2 0   Ne wsg r o u p s   d ataset  co n tain s   a  t o tal  o f   1 8 , 8 4 6   n ewsg r o u p   d o cu m en ts ,   wh ich   ar e  o f ten   r ef e r r ed   to   as  “ ar ticles  “ o r g an ized   as  a  co llectio n   o f   2 0   d if f er e n t  n ewsg r o u p s   ca teg o r ies.  T h is   d ataset  i s   f etch ed   f r o m   th e   s ci - k it - lear n   lib r ar y   u s in g   th e   f etch _ 2 0 n e wsg r o u p s   f u n ctio n   an d   co n s is ts   o f   a   to tal  o f   2 0   n ewsg r o u p   ca te g o r ies,  ea ch   with   m u ltip le  ar ticles.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         E xp lo r in g   to p ic  mo d ellin g :   a   co mp a r a tive  a n a lysi s   o f tra d itio n a l a n d   tr a n s fo r mer - b a s ed   …   ( A ye s h a   R ia z )   1941   4 . 1 . 2 .   Art icles  da t a s et   I n   th is   s ec tio n ,   we  d escr ib e   th e  p r o ce s s   o f   lo a d in g   ‘ a r ticles.xlsx , ’   wh ich   was  o b tai n ed   f r o m   KDn u g g ets  an d   s er v es  as  th e  p r im ar y   s o u r ce   o f   in f o r m atio n   f o r   o u r   r esear ch .   T h is   d ataset  is   ch ar ac ter ized   b y   its   s ize  an d   s tr u ctu r e,   wh ich   a r e  k ey   f ac to r s   in   u n d er s tan d in g   th e  s co p e  o f   th e   d ata.   T h e  d ataset  ex h ib its   th e  f o llo win g   ch a r ac ter is tics .   I n   T a b le  1 ,   ea ch   r o w   co r r esp o n d s   to   a   u n iq u e   r esear ch   ar ticle,   an d   th e   co lu m n s   p r o v id e   in f o r m atio n   ab o u t  th e   n u m er ical  id en tifie r ,   titl e,   jo u r n al,   p u b licatio n   y ea r ,   an d   ab s tr ac t  o f   ea ch   ar ti cle.   T h is   s tr u ctu r ed   r ep r esen tatio n   f ac ilit ates  ea s y   r etr iev al  an d   an aly s is   o f   th e   ar ticles  f o r   s u m m ar izatio n   task s .   B y   o r g a n izin g   th e   d ata  in   a  tab u la r   f o r m at,   th e  d ataset  en s u r es  clar ity   an d   c o n s is ten cy ,   en ab lin g   ef f icien t   p r ep r o ce s s in g   an d   f ea tu r e  ex tr ac tio n .       T ab le  1 .   C h ar ac ter is tics   o f   ar ti cles.x ls x   U n n a me d :   0   Ti t l e   Jo u r n a l   Y e a r   A b st r a c t   1   [ Ti t l e   1 ]   [ Jo u r n a l   1 ]   2 0 x x   [ A b st r a c t   1 ]   2   [ Ti t l e   2 ]   [ Jo u r n a l   2 ]   2 0 x x   [ A b st r a c t   2 ]   3   [ Ti t l e   3 ]   [ Jo u r n a l   3 ]   2 0 x x   [ A b st r a c t   3 ]   ….   ….   …. .   …. .   …. .   6 0 0 0   [ Ti t l e   6 0 0 0 ]   [ Jo u r n a l   6 0 0 0 ]   2 0 x x   [ A b st r a c t   6 0 0 0 ]       4 . 2 .     T ex t   prepro ce s s i ng     Af ter   th e  s elec tio n   o f   th e  d at aset,  th e  f o llo win g   tex t  p r ep r o ce s s in g   s tep s   ar e  p er f o r m ed   to   r em o v e   n o is e,   s to p   wo r d s ,   a n d   r ed u n d an cies  f r o m   th e   d ataset.   T h ese   p r ep r o ce s s in g   s tep s   en s u r e  th at  th e  tex t  is   clea n   an d   s tan d ar d ized ,   im p r o v i n g   th e  q u ality   o f   in p u t  f o r   th e  s u m m ar izatio n   m o d els.  B y   eli m in atin g   ir r elev a n t  elem en ts ,   th e  p r o ce s s   en h a n c es  th e  f o c u s   o n   m ea n i n g f u l   c o n ten t,  c o n tr ib u tin g   t o   m o r e  a cc u r ate  an d   co n cise  s u m m ar ies.     4 . 2 . 1 .   Da t a   prepro ce s s ing   f o r  L DA   I n   th e  p r ep r o ce s s in g   wo r k f l o w  f o r   L DA,   we  f o llo w  a  s er ies  o f   s tep s   to   p r e p ar e  th e  te x t  d a ta  f o r   to p ic  m o d elin g .   First,  we  lev er ag e  th e  s p aCy   lib r ar y   with   th e  ‘ e n _ co r e_ w eb _ s m ’   m o d el,   d is a b lin g   th e  p ar s er   an d   n am ed   en tity   r ec o g n izer   f o r   e f f icien cy .   Ad d itio n ally ,   we   u ti lize  n atu r al   lan g u a g e  t o o lk it   ( NL T K )   s to p   w o r d s   lis t.  T h e  p r im ar y   p r ep r o ce s s in g   s tep s   ar e  as f o llo ws:   a.   T ex t  clea n in g :   W e  b eg in   b y   r em o v in g   s to p   wo r d s   an d   s h o r t  to k en s ,   wh ile   also   elim in ati n g   letter   ac ce n ts   f r o m   th e   tex t d ata.     b.   Bi - g r am   an d   tr i - g r am   i m p lem en tatio n :  Nex t,   we  b u ild   b i - g r am s   an d   t r i - g r am s   to   ca p tu r e   m ea n in g f u l  wo r d   co m b in atio n s   in   t h e  tex t.   c.   L em m atiza tio n :  W e  th en   ap p ly   lem m atiza tio n   to   th e  to k e n s   an d   f ilter   f o r   s p ec if ic  p ar t - of - s p ee ch   tag s   ( NOUN ,   ADJ,  VE R B ,   ADV) .   d.   Fin al  clea n u p :  Af ter   lem m atiz atio n ,   we  r em o v e  s to p   wo r d s   an d   s h o r t  to k en s   o n ce   m o r e,   e n s u r in g   th at  th e   p r o ce s s ed   tex t d ata  is   clea n   an d   r ea d y   f o r   to p ic  m o d elin g .     4 . 2 . 2 .   P re pro ce s s ing   f o r  B E RT o pic   T h e  f o llo win g   p r e p r o ce s s in g   s tep s   ar e  ex ec u ted :   a.   T ex t  to k en izatio n :  T h e  tex t  d a ta  is   to k en ized ,   co n v er tin g   it  in to   in d iv id u al  wo r d s   u n its   to   m ak e  in p u t  d ata   s u itab le  f o r   B E R T o p ic.   L ib r a r ies lik e  NL T K  an d   s p aCy   ar e  co m m o n l y   em p lo y ed   f o r   th is   p u r p o s e.   b.   Sto p   wo r d s   r em o v al :  C o m m o n   s to p   wo r d s ,   s u ch   as  ‘ an d , ’   ‘ th e, ’   an d   ‘ in , ’   ar e  elim in ated   f r o m   th e  tex t  wh ich   r ed u ce s   n o is e  an d   f o cu s es o n   m o r e  m ea n in g f u l w o r d s .   c.   UM AP  d im en s io n   r e d u ctio n :  u n if o r m   m a n if o ld   ap p r o x i m atio n   an d   p r o jectio n   ( UM AP)   is   ap p lied   to   t h e   tex t  d ata.   UM AP  is   a  d im e n s io n ality   r e d u ctio n   tech n i q u e  t h at  h elp s   i n   r e d u cin g   th e   co m p lex ity   o f   t h e   d ataset  wh ile  p r eser v in g   its   in tr in s ic  s tr u ctu r e.   I t  is   co n f i g u r ed   with   s p ec if ic  p ar a m eter s   s u ch   as  th e   n u m b er   o f   n eig h b o r s ,   c o m p o n en ts ,   m in im u m   d is tan ce ,   an d   m etr ic.   T h is   d im en s io n   r e d u ctio n   aid s   in   o p tim izin g   th e  t o p ic  m o d elin g   p r o ce s s .     4 . 2 . 3 .   P re pro ce s s ing   f o r  g ene ra t ed  s um m a ries  f ro m   G P T 3   T h e  p r ep r o ce s s in g   o f   s u m m ar i es  g en er ated   f r o m   GPT  p lay s   a  cr u cial  r o le  in   r e f in in g   a n d   o r g an izin g   th e  tex t d ata  f o r   s u b s eq u e n t a n aly s is .   T h e  f o llo win g   p r ep r o ce s s in g   s tep s   ar e  p er f o r m e d :   a.   T o k en izatio n :   in itially ,   t h e  t ex t  is   to k e n ized ,   b r ea k in g   it   d o wn   in to   in d iv id u al   wo r d s .   E ac h   wo r d   is   co n v er ted   to   lo wer ca s e  to   e n s u r e  co n s is ten cy .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 9 3 3 - 1 9 4 8   1942   b.   Pu n ctu atio n   an d   n o n - al p h an u m er ic  r em o v al:  p u n ctu atio n   a n d   n o n - alp h a n u m er ic  ch a r ac ter s   ar e  r em o v ed   f r o m   th e   tex t.  T h is   s tep   aid s   in   elim in atin g   n o is e  an d   s im p lif y in g   th e  c o n ten t.   c.   Sto p   wo r d s   r em o v al:  co m m o n   s to p   wo r d s   in   th e  E n g lis h   lan g u a g e  ar e   r em o v ed   f r o m   th e  tex t  w h ich   en h an ce s   th e  f o cu s   o n   ess en tial c o n ten t.   d.   L em m atiza tio n :  lem m atiza tio n   is   ap p lied   to   th e  wo r d s   in   th e  tex t  to   en s u r e  u n if o r m ity   an d   im p r o v e  th e  q u ality   o f   t h e  tex t.    e.   R ec o n s tr u ctio n :  af ter   to k e n izatio n ,   r em o v al  o f   p u n ctu atio n   a n d   s to p   wo r d s ,   an d   lem m atiza tio n ,   th e  wo r d s   ar e  r ec o n s tr u cted   in t o   a  s en ten ce   f o r m at.   C o m m as  ar e  u s ed   to   s ep ar ate  th e  lem m atize d   wo r d s ,   p r o v id i n g   a   clea n ,   s tr u ctu r ed   f o r m at  f o r   ea ch   s u m m ar y .     4 . 2 . 4 .   P re pro ce s s ing   s t eps   o f   XL N et     T h e  tex t   p r e p r o ce s s in g   w o r k f lo w  in v o l v es  a  s er ies  o f   s tep s   p er f o r m e d   b e f o r e   an d   af te r   g en er atin g   s u m m ar ies to   p r ep a r e  th e  d ata  f o r   an al y s is   an d   en s u r e  th e   q u ality   o f   th e  g e n er ated   o u tp u ts .   a.   B ef o r e  g en er atin g   s u m m ar ies   −   T ex t  to k e n izatio n :  Af ter   lo ad in g   th e  d ata  th e   tex t  d ata   is   to k en ized   in to   wo r d s   u s in g   th e  XL Net  m o d el ’ s   to k e n izer .   −   T ex t  p r o ce s s in g   with   th e  m o d el :  T h e  co d e  g en er ates  s u m m ar ies  f o r   ea ch   d o cu m en t  u s in g   th e  XL Net   m o d el.   I t to k en izes th e  in p u t t ex t,  ad ju s ts   th e  len g th ,   an d   g e n er ates th e  s u m m ar y .   b.   Af ter   g en er atin g   s u m m ar ies    −   I n itializin g   p r ep r o ce s s ed   s u m m ar ies  lis t:  T h e  “ p r ep r o ce s s ed   s u m m ar ies ”   is   in itialized   t o   s to r e   th e  p r ep r o ce s s ed   v er s io n s   o f   th e   g en er ated   s u m m ar ies.   −   Sto p   wo r d s   R em o v al:  T h e  NL T K  s to p   wo r d s   ar e  r e m o v e d   f r o m   th e  g e n er ated   s u m m ar ies  to   elim in ate   co m m o n   wo r d s   th at  d o   n o t a d d   s ig n if ican t m ea n i n g .   −   Re - to k en izatio n :  T h e  p r e p r o ce s s ed   s u m m ar ies  ar e  to k en ized   ag ain   in to   wo r d s   u s i n g   NL T K ’ s    _     f u n ctio n .   −   Pu n ctu atio n   r em o v al:  Pu n ct u atio n   an d   n o n - alp h a n u m er ic  ch ar ac ter s   ar e  r em o v ed   f r o m   th e   p r ep r o ce s s ed   s u m m ar ies.   −   W o r d   lem m atiza tio n :  W o r d s   in   th e  p r ep r o ce s s ed   s u m m ar ie s   ar e  lem m atize d   to   r ed u ce   t h em   to   th eir   b ase  f o r m .   −   J o in in g   W o r d s :  T h e   p r e p r o ce s s ed   wo r d s   ar e  jo i n ed   b ac k   i n to   a  s en ten ce   with   co m m as  to   cr ea te  a   s in g le  s tr in g   f o r   ea c h   p r ep r o ce s s ed   s u m m ar y .   T h e  p r e p r o ce s s in g   s tep s   b ef o r e  g en e r atin g   s u m m ar ies  ar e   r elate d   to   g en er atin g   th e   s u m m ar ies  th em s elv es,  wh ile  th e  p r ep r o ce s s in g   s tep s   af ter   g en er atin g   s u m m ar ies  f o cu s   o n   clea n in g   an d   r ef i n in g   th e  g en er ate d   s u m m ar ies f o r   f u r th er   an aly s is   o r   p r esen tatio n     4 . 3 .     E v a lua t io n  m et rics   W e  s tu d y   th e  two   m o d els  q u a n titativ ely .   W e  m ea s u r e  th e  q u ality   o f   t h e  to p ics  b ased   o n   t wo   m etr ics  u s ed   in   t h e  s tu d y   [ 5 4 ]   to p ic  co h er en ce   an d   to p ic   d iv e r s ity .   B o th   th ese  m et r ics  ar e  also   u s ed   in   t h e  cu r r en t   s tu d y .   T h e  to p ic  co h e r en ce   is   th e  m ea s u r e  th at  s h o ws  h o w  f r eq u en tly   w o r d s   co – o cc u r   i n   a  d ataset  [ 5 5 ] .   T h e   h ig h er   th e   to p ic  co h er en ce   th e  m o r e  in ter p r etab le  is   th e  to p ic  m o d el.   Acc o r d in g   to   [ 5 5 ] ,   th e  co h er e n ce   o f   a   to p ic  ca n   b e   ca lcu lated   as:      = ∑ . = 2 ∑  | ( , ) | + 1 ( ) − 1 = 1     W h er ea s     ,   ,   ……   is   th e  to p     wo r d s   u n d er   th e   to p ic  k   s o r te d   b y   p r o b ab ilit y   in   d escen d in g   o r d er .   | ( ,   ) |   is   th e  n u m b er   o f   d o c u m en ts   in   a  d ataset  co n tain in g   b o th   wo r d s     an d   .   I n   o th er   wo r d s ,   th e  h ig h   th e  c o h er e n ce   s co r e  th e  h ig h er   will  b e  th e  m u tu al  in f o r m atio n   b etwe en   wo r d s .   All  th e  m o d els  wh ich   s h o w   h i g h   c o h er en ce   s co r e  g e n er ate  h i g h ly   i n ter p r et ab le   to p ics.  W h ile  to p ic  d iv er s ity   is   th e  m ea s u r e   th at  s h o ws  th at  h o w  u n iq u e  wo r d s   ar e  in s id e  th e  to p ics,  th e  v alu e  o f   r ed u n d an t  to p ics  will  b e  n ea r   to   0   wh er ea s   th e  v alu e  n ea r   t o   1   i n d icate   u n iq u e  to p ics.  T h e  m ain   id ea   b eh in d   th e  d iv e r s ity   is   th e  p er ce n tag e  o f   u n iq u e   wo r d s   in   all  th e   to p ics,   th e  v alu e  clo s e  to   0   i n d icate s   m o r e  r e d u n d an t  to p ics  wh er ea s   th e  v alu e  cl o s e  to   1   in d icate   v ar ied   to p ics.   T h e   b asic  id ea   b e h in d   to p ic   co h e r en ce   is   th at   th e  wo r d s   h ap p e n   in   s am e   d o c u m en t  will  h av e  h ig h   co h er en ce   s co r e.   T h e  to p ic  q u ality   is   th e  r esu lt  o f   m u ltip licatio n   o f   to p ic  c o h er en ce   a n d   to p ic   d iv er s ity .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.