在 R 中执行非负矩阵分解



我在R中有一个稀疏矩阵

我现在希望在 R 上执行非负矩阵分解

data.txt 是我使用 Python 创建的文本文件,它由 3 列组成,其中第一列指定行号,第二列指定列号,第三列指定值

数据.txt

1 5 10
3 2 5
4 6 9

原始数据.txt包含 164009 行,这是 250000x250000 稀疏矩阵的数据

我使用了 NMF 库,我正在做

x=scan('data.txt',what=list(integer(),integer(),numeric()))
library('Matrix')
R=sparseMatrix(i=x[[1]],j=x[[2]],x=x[[3]]) 
res<-nmf(R,3)

它给了我一个错误:

函数(类、fdef、mtable)中的错误:找不到继承的函数 nmf 的方法,用于签名"dgCMAtrix"、"缺失","失踪"

谁能帮我弄清楚我做错了什么?

第一个问题是你向nmf提供了一个dgCMatrix。

> class(R)
[1] "dgCMatrix"
attr(,"package")
[1] "Matrix"

帮助在这里:

help(nmf)

请参阅方法部分。 它想要一个真正的矩阵。 由于条目数量众多,使用 as.matrix 进行强制操作可能对您没有多大帮助。

现在,即使使用您的示例数据,对矩阵的强制也是不够的:

> nmf(as.matrix(R))
Error: NMF::nmf : when argument 'rank' is not provided, argument 'seed' is required to inherit from class 'NMF'. See ?nmf.

让我们给它一个排名:

> nmf(as.matrix(R),2)
Error in .local(x, rank, method, ...) : 
  Input matrix x contains at least one null row.

事实上,它确实如此:

> R
4 x 6 sparse Matrix of class "dgCMatrix"
[1,] . . . . 10 .
[2,] . . . .  . .
[3,] . . 5 .  . .
[4,] . . . .  . 9

将近 10 年后,有解决方案。这是一个快速的。

如果你有一个 250k 平方的 dgCMatrix 的dgCMatrix,它的稀疏度接近 1%,你需要一个稀疏分解算法。

我为大型稀疏矩阵编写了RcppML::NMF

library(RcppML)
A <- rsparsematrix(1000, 10000, 0.01)
model <- RcppML::nmf(A, k = 10)
str(model)

这在笔记本电脑上应该需要几秒钟。

您也可以查看rsparse::WRMF,尽管它没有那么快。

现在有一个优秀的 NMF 包可用:https://cran.r-project.org/web/packages/NMF/NMF.pdf

提供各种热图,纯度/熵,选择不同的NMF算法(Brunet,Lee,sNMF,nsNMF,欧几里得/K-L散度等)以及创建自己的框架。

尝试:

library(NMF)
x = read.table('data.txt')
# estimate rank
estim.x = nmf(x, 2:5, nrun=50, method = 'nsNMF', seed = 'random', .options = "v")
# plot clustering accuracy
plot(estim.x, what = c("cophenetic", "dispersion"))
# inspect consensus matrices
consensusmap(estim.x)