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属性公平的异质信息网络上的社区搜索算法

软件学报 2023年第3期34卷 1277-1291页

作者：乔连鹏侯会文王国仁东北大学计算机科学与工程学院辽宁沈阳110169 北京理工大学计算机学院北京100081

近年来,异质信息网络上的社区搜索问题已经吸引了越来越多的关注,而且被广泛应用在图数据分析工作中.但是现有异质信息网络上的社区搜索问题都没有考虑子图上属性的公平性.将属性的公平性与异质信息网络上的kPcore挖掘问题相结合,提出... 详细信息

近年来,异质信息网络上的社区搜索问题已经吸引了越来越多的关注,而且被广泛应用在图数据分析工作中.但是现有异质信息网络上的社区搜索问题都没有考虑子图上属性的公平性.将属性的公平性与异质信息网络上的kPcore挖掘问题相结合,提出了基于属性公平的异质信息网络上的极大core挖掘问题.针对该问题,首先提出了一个子图模型FkPcore.当对FkPcore进行枚举时,基础算法Basic-FkPcore遍历了所有路径实例,并枚举了大量k Pcore及其子图.为了提高算法效率,提出了Adv-FkPcore算法,以避免在枚举FkPcore时对所有的kPcore及其子图进行判断.另外,为了提高点的P_neighbor的获取效率,提出了结合点标记的遍历方法(traversalmethod with vertex sign, TMS),并基于TMS算法提出了FkPcore枚举算法Opt-FkPcore.在异质信息网络数据集上进行的大量实验证明了所提方法的有效性和效率.

关键词：社区搜索异质信息网络属性公平性遍历方法枚举算法

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时序网络中短时社区搜索方法研究

计算机学报 2022年第2期45卷 334-353页

作者：顾天凯王朝坤楼昀恺清华大学软件学院北京100084

时序网络中的社区搜索问题旨在寻找符合一定时序规律的社区.短时交互特性作为时序网络的一种重要时序特征,相比于长期社区更具研究价值,可用于有效挖掘网络中核心的时序紧密结构.现有工作大多研究了时序社区的持续性、突变性、周期性等... 详细信息

时序网络中的社区搜索问题旨在寻找符合一定时序规律的社区.短时交互特性作为时序网络的一种重要时序特征,相比于长期社区更具研究价值,可用于有效挖掘网络中核心的时序紧密结构.现有工作大多研究了时序社区的持续性、突变性、周期性等现象,尚无法建模时序社区的短时特性.针对现有工作难以满足上述需求的现状,提出top-k短时社区搜索这一新问题,为有效发现复杂网络中短时紧密社区提供新的解决思路.首先,针对时序网络中社区的短时特性,提出了δ-短时社区的形式化定义用以刻画短时社区结构.同时,给出了不同时间交互下形成的时序社区的时间跨度计算方式,为衡量短时社区提供一个具体的量化指标.其次,提出了top-kδ-短时社区搜索算法ShrimeCS,分析并讨论了短时社区的判断条件分别用以判断最小δ-短时社区和top-kδ-短时社区,并提出了δ-基本块结构结合判断条件用以找到最小δ-短时社区.此外,进一步提出了强δ-基本块结构以避免在扩展过程中出现子图冗余,从而降低搜索过程的时间开销.还分析了top-kδ-短时社区搜索过程中基于全局时间跨度上界与渐进时间跨度上界优化的启发式计算方法,以进一步加快算法运行效率,搜索优化率相比原算法提高64.2%以上.然后,在5个真实数据集和3个合成数据集上进行了实验,并提出了聚集因子指标用以评估时序社区中成员交互时间的接近程度.实验结果显示,ShrimeCS找到社区的短时性优于基准方法,基于全局时间跨度和渐进时间跨度上界优化可以降低17.16%以上的时间开销.在真实场景中的案例研究表明,ShrimeCS找到的top-kδ-短时社区可以捕捉到社区中时间跨度的变化,可以用来探索社区随时间的演化情况.最后,验证了所提方法的正确性,并表明ShrimeCS算法具有较好的可扩展性.

关键词：时序图社交网络社区搜索短时社区 top-k搜索

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异质信息网络的互信息最大化社区搜索

浙江大学学报（工学版） 2023年第2期57卷 287-298页

作者：王亚峰周丽华陈伟王丽珍陈红梅云南大学信息学院云南昆明650500

针对现有社区搜索方法难以处理复杂多样的搜索要求及在高维稀疏的异质信息网络(HINs)中难以融合网络结构和节点属性来度量节点间相关性的不足,提出异质信息网络互信息最大化社区搜索问题,给出互信息最大化的社区定义,设计相应的搜索方... 详细信息

针对现有社区搜索方法难以处理复杂多样的搜索要求及在高维稀疏的异质信息网络(HINs)中难以融合网络结构和节点属性来度量节点间相关性的不足,提出异质信息网络互信息最大化社区搜索问题,给出互信息最大化的社区定义,设计相应的搜索方法 (互信息最大化社区搜索,CSMIM).将用户的搜索要求定义为查询约束,利用带查询约束的深度图互信息最大化(QC-DGI)模型融合网络结构、语义和节点属性信息获得节点嵌入,有效地计算节点间的互信息.根据给定的查询信息,利用互信息最大化准则搜索目标社区.为了提高搜索结果的准确率,提出基于用户反馈的优化策略,实现互信息从全局到局部的个性化计算.在真实数据集上进行大量实验,实验结果表明所提方法能够有效地根据搜索要求挖掘出给定节点所在的社区,相比具有代表性的基线方法有更高的准确率.

关键词：社区搜索异质信息网络网络表示学习互信息查询约束

属性网络中结合用户偏好的社区搜索和离群点检测

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电子学报 2022年第9期50卷 2172-2180页

作者：李青青马慧芳李举李志欣姜彦斌西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 桂林电子科技大学广西可信软件重点实验室广西桂林541004 广西师范大学广西多源信息挖掘与安全重点实验室广西桂林541004

社区搜索是备受关注的网络分析任务之一,旨在搜寻包含查询节点的局部社区.现有大多数社区搜索方法多面向简单网络且仅能定位查询节点所在社区,未能在搜索过程中考虑用户偏好.为实现利用用户偏好指导搜索过程并搜寻用户感兴趣的多社区,... 详细信息

社区搜索是备受关注的网络分析任务之一,旨在搜寻包含查询节点的局部社区.现有大多数社区搜索方法多面向简单网络且仅能定位查询节点所在社区,未能在搜索过程中考虑用户偏好.为实现利用用户偏好指导搜索过程并搜寻用户感兴趣的多社区,设计了属性网络中结合用户偏好的社区搜索和离群点检测方法,旨在通过较少的查询节点有效的捕获用户偏好并自动探索网络中的社区,同时识别社区中离群点.具体而言,通过编码查询节点及其邻居间的显式交互关系和相似属性以突出局部结构,利用其来挖掘潜在查询节点候选集成员.在查询节点候选集上定义平均划分相似度以推断属性子空间为用户潜在兴趣.采用属性和结构约束来搜索网络中的多社区和离群点.此外,真实数据集和人工数据集上的大量实验证明了所提方法的有效性.

关键词：属性网络社区搜索平均划分相似度属性子空间离群点

异质信息网络中基于解耦图神经网络的社区搜索

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计算机科学 2024年第3期51卷 90-101页

作者：陈伟周丽华王亚峰王丽珍陈红梅云南大学信息学院昆明650500

在异质信息网络(HINs)中搜索包含给定查询节点的社区具有广泛的应用价值,如好友推荐、疫情监控等。现有HINs社区搜索方法大多基于预定义的子图模式对社区的拓扑结构施加一个严格的要求,忽略了节点间的属性相似性,导致结构关系弱而属性... 详细信息

在异质信息网络(HINs)中搜索包含给定查询节点的社区具有广泛的应用价值,如好友推荐、疫情监控等。现有HINs社区搜索方法大多基于预定义的子图模式对社区的拓扑结构施加一个严格的要求,忽略了节点间的属性相似性,导致结构关系弱而属性相似性高的社区难以定位,并且采用的全局搜索模式难以有效处理大规模的网络数据。为解决这些问题,首先设计解耦图神经网络和基于元路径的局部模块度,分别用于度量节点间的属性相似性和结构内聚性,并利用0/1背包问题优化属性和结构两种凝聚性度量指标,定义了最有价值的c大小社区搜索问题,进而提出了一种基于解耦图神经网络的价值最大化社区搜索模型,执行3个阶段的搜索过程。第一阶段,依据查询信息与元路径,构造候选子图,将搜索范围控制在查询节点的局部范围内,保证整个模型的搜索效率;第二阶段,利用解耦图神经网络,融合异质图信息和用户标签信息,计算节点间的属性相似度;第三阶段,根据社区定义以及凝聚性度量指标,设计贪心算法查找属性相似度高且结构凝聚的c大小社区。最后,在真实的同质和异质网络数据集上测试了搜索模型的性能,大量实验结果验证了模型的有效性和高效性。

关键词：异质信息网络社区搜索解耦图神经网络元路径局部模块度

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基于属性图的社区搜索模式及其分类体系

智能系统学报 2024年

作者：赵丹枫孔万仔黄冬梅刘国华东华大学计算机科学与技术学院上海海洋大学信息学院上海电力大学

当前在属性图中的社区搜索方法较多、类型繁杂，没有系统的分类方式，约束了社区搜索的应用。为了明确属性图社区搜索的类别，对属性图社区搜索分类方法进行了研究。首先，首次提出了属性图社区搜索模式的概念，深入分析了属性图社区搜... 详细信息

当前在属性图中的社区搜索方法较多、类型繁杂，没有系统的分类方式，约束了社区搜索的应用。为了明确属性图社区搜索的类别，对属性图社区搜索分类方法进行了研究。首先，首次提出了属性图社区搜索模式的概念，深入分析了属性图社区搜索模式之间存在的联系，提出了属性图社区搜索模式的等价、从属、交叉、全异4种关系；其次，以搜索模式的输入图属性，输出图拓扑结构和各属性图社区搜索模式的实际意义为基础，构建了两层分类体系，第1层是由输入属性图相同的模式集合构成的集族，这里的输入属性图包括时序、空间、关键字、权值、空属性图，第2层是由输出图拓扑结构及实际意义定位到的每一个具体的属性图社区搜索模式；然后，针对第2层中每一种模式，给出了对应社区搜索算法的对比分析结果；最后，对所有属性图社区搜索模式的特性集中分析。总体而言，属性图社区搜索模式不仅为理解和分析复杂网络结构提供了有力工具，也为解决实际问题提供了新的视角和方法。

关键词：图论属性图社区搜索模式内聚性拓扑结构关系社区搜索算法

异质网络中基于关键词属性的Truss社区搜索

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同方期刊数据库

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计算机应用研究 2023年第6期40卷 1708-1714页

作者：杨成波周丽华黄亚群杨宇迪云南大学信息学院昆明650500 云南大学滇池学院昆明650228

社区搜索旨在信息网络中寻找与用户指定的查询节点高度相关的稠密连通子图,是社会网络分析的重要研究内容。现有的社区搜索方法大多是针对同质网络,但现实中的信息网络通常是包含多种节点类型和多种关系类型的属性异质网络。提出了异质... 详细信息

社区搜索旨在信息网络中寻找与用户指定的查询节点高度相关的稠密连通子图,是社会网络分析的重要研究内容。现有的社区搜索方法大多是针对同质网络,但现实中的信息网络通常是包含多种节点类型和多种关系类型的属性异质网络。提出了异质网络中基于元路径P和元结构S的P-距离和S-距离及(k,d,P)-truss和(k,d,S)-truss社区模型以度量子图的结构内聚性,同时提出了关键词属性得分函数用于度量不同子图的关键词属性相关性,最后提出了搜索具有最高关键词属性得分的(k,d,P)-truss和(k,d,S)-truss的社区搜索算法。搜索算法能够找到同时具有结构内聚性和关键词属性相关性的个性化社区,并且支持限制查询节点与社区内任意节点的最大距离d来控制社区搜索的范围。在真实数据集上与相关的社区搜索算法进行了实验对比,结果证明了所提算法的有效性和可行性。

关键词：异质网络 Truss 社区搜索关键词属性元路径元结构

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基于motif连通性的社区搜索方法

计算机应用 2023年第7期43卷 2190-2199页

作者：杜明顾万里周军锋王志军东华大学计算机科学与技术学院上海201620

社区搜索的目标是从数据图中得到包含查询顶点的紧密子图,在社会学、生物学等领域有着广泛应用。针对现有基于子图连通性的社区模型的基础连通结构都是完全连通图,无法满足实际应用中用户对社区结构多样性的需求的问题,提出一种基于moti... 详细信息

社区搜索的目标是从数据图中得到包含查询顶点的紧密子图,在社会学、生物学等领域有着广泛应用。针对现有基于子图连通性的社区模型的基础连通结构都是完全连通图,无法满足实际应用中用户对社区结构多样性的需求的问题,提出一种基于motif连通性的社区搜索方法,其中包括基于motif连通性的社区(MCC)模型以及两个相应的社区搜索算法——MPCS(Motif-Processed Community Search)算法和基于MP-index的社区搜索算法。MCC模型可以协助用户自由指定社区的基础连通结构,MPCS算法可以用来解决MCC的搜索问题。此外,提出两个分别针对motif实例搜索过程及所属社区判断过程的剪枝优化技术。最后,设计了MP-index以避免社区搜索过程中的冗余遍历操作。在多个真实数据集上进行实验的结果表明:剪枝优化可以使MPCS算法的耗时减少60%~85%,而基于MP-index的社区搜索算法相较于加入剪枝优化的MPCS算法,效率提升普遍达到了2~3个数量级。可见,所提方法在商品推荐和社交网络等问题上有着实际应用价值。

关键词：社区搜索 motif连通性子图连通性社区剪枝优化社区结构多样性

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面向二分网络的谱近似社区搜索方法

计算机工程与科学 2023年第4期45卷 743-750页

作者：赵琰金柳马慧芳苏变萍高玮蔚西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 中国交通信息科技集团有限公司北京100088 西安建筑科技大学理学院陕西西安710043

社区搜索旨在从网络中查找给定查询节点所在的局部社区,基于谱的社区搜索方法是流行的方法之一。现有基于谱的社区搜索方法多面向简单网络而无法处理具有2类实体关联的二分网络,且面向二分网络的社区挖掘方法多是对网络进行整体划分。据... 详细信息

社区搜索旨在从网络中查找给定查询节点所在的局部社区,基于谱的社区搜索方法是流行的方法之一。现有基于谱的社区搜索方法多面向简单网络而无法处理具有2类实体关联的二分网络,且面向二分网络的社区挖掘方法多是对网络进行整体划分。据此,提出了面向二分网络的谱近似社区搜索方法,旨在将谱方法引入到二分网络中进而精确定位与查询节点关联紧密的社区。具体来说,首先考虑二分网络中2类实体的关联,基于局部模块度设计了面向二分网络的局部模块度;其次,基于谱图理论,在二分网络上利用融合不同实体关联的模块度矩阵局部逼近特征子空间,设计了适用于二分网络的谱方法;最后,利用结合谱性质的二分网络上的局部模块度,设计了谱子空间中以查询节点集为支撑的稀疏指示向量的线性规划问题,目标社区可通过线性规划问题的求解而获得。真实数据集上的实验结果表明了本文方法有效性和效率。

关键词：二分网络社区搜索谱近似局部模块度