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高精度近線性的馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)新模型iMRF

2021-04-28 | pdf | 0.77 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

  社團(tuán)發(fā)現(xiàn)是非常重要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析任務(wù)。統(tǒng)計(jì)模型類社團(tuán)發(fā)現(xiàn)方法由于具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和優(yōu)越的性能,因此越來越被人們關(guān)注。然而,已有社團(tuán)發(fā)現(xiàn)模型一般都基于有向概率圖模型,作為無向概率圖模型的馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)極少被用于社團(tuán)發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域.2018年我們提出了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)向的馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)模型 Net mrf,該模型雖具有良好的性能,但仍存在如下問題:(1) Net mrf的能量函數(shù)不夠完整,缺少往往在MRF中起主導(dǎo)作用的單點(diǎn)勢(shì)函數(shù),僅采用了常被視為起輔助作用的成對(duì)勢(shì)函數(shù)對(duì)社團(tuán)進(jìn)行描述;(2)也正因?yàn)槿绱耍瑸榱耸钩蓪?duì)勢(shì)函數(shù)能有效建模網(wǎng)絡(luò)中不規(guī)則的拓?fù)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>信息, Net MRF采用了復(fù)雜的三層全連接馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)結(jié)構(gòu),這雖會(huì)增強(qiáng)其描述能力,卻給推斷算法帶來了O(n3)級(jí)時(shí)間復(fù)雜度,n為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)。本文針對(duì)上述問題對(duì) Net mre進(jìn)行改進(jìn)。首先基于網(wǎng)絡(luò)嵌入方法,結(jié)合吉布斯分布設(shè)計(jì)有效的單點(diǎn)勢(shì)函數(shù),解決了 Netmrf能量函數(shù)不完整的缺陷;進(jìn)而通過對(duì)成對(duì)勢(shì)函數(shù)結(jié)構(gòu)的有效稀疏化,緩效率不高的問題;從而構(gòu)建了一個(gè)高精度、近線性的馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)新模型iMRF.本文采用“最大化加和γ版本的信念傳播算法對(duì)iMRF進(jìn)行推斷,通過最大化聯(lián)合后驗(yàn)概率獲得最優(yōu)的社團(tuán)配置。在兩組人工網(wǎng)絡(luò)和20個(gè)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)上,我們將iMRF與6個(gè)統(tǒng)計(jì)模型類社團(tuán)發(fā)現(xiàn)方法(包含 Net MRF)進(jìn)行比較,結(jié)果顯示iMRF的平均精度高子對(duì)代算法2.6%~12.9%;iMRF的平均運(yùn)行速度在對(duì)比算法中也名列前茅尤其是對(duì)于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的處理能力。

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