極性異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系預(yù)測技術(shù)研究.pdf

1、我們生活在一個相互關(guān)聯(lián)的世界。大多數(shù)數(shù)據(jù)或信息對象、組件等是內(nèi)部關(guān)聯(lián)或者相互作用的，形成了無數(shù)的、巨大的、相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。不失一般性，相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)稱為信息網(wǎng)絡(luò)。分析和挖掘信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為計算機(jī)科學(xué)、社會學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的研究人員廣泛關(guān)注的課題。
　　信息網(wǎng)絡(luò)分為同構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)。同構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)只有一種類型的節(jié)點和一種類型的關(guān)系，如在朋友關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點都是人這一類型，邊只表示朋友關(guān)系。然而，現(xiàn)實中的大部分網(wǎng)絡(luò)都是異構(gòu)

2、的。在異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點有多種類型，而不同類型的節(jié)點之間的關(guān)系屬于不同的類型，如IMDB網(wǎng)絡(luò)中，有電影、導(dǎo)演、演員等不同類型的節(jié)點和電影-導(dǎo)演之間的執(zhí)導(dǎo)關(guān)系、電影與演員之間的參演關(guān)系等具有不同語義的關(guān)系類型。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人們在網(wǎng)絡(luò)社交時越來越多地表達(dá)自己的情感，因此網(wǎng)絡(luò)中的邊便有了極性，即邊是正的（表示信任、喜歡、朋友等關(guān)系）或負(fù)的（表示不信任、不喜歡、反對等）。我們稱有極性的異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)為極性異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)。
　　信息網(wǎng)絡(luò)已

3、有了很多的分析和挖掘方法的研究，聯(lián)系預(yù)測是其中的一個重要任務(wù)。在極性異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)中，聯(lián)系預(yù)測包含鏈接預(yù)測和極性預(yù)測，分別預(yù)測邊的存在性和極性。鏈接預(yù)測在分析演化網(wǎng)絡(luò)、推薦、聚類等領(lǐng)域有重要的價值，極性預(yù)測可以應(yīng)用在推薦、決策制定、網(wǎng)絡(luò)演化模型等眾多領(lǐng)域。
　　雖然鏈接預(yù)測和極性預(yù)測都有了很多的研究成果，但大多數(shù)鏈接預(yù)測都以非極性信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，極性預(yù)測多以同構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，而現(xiàn)實中大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)是極性異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)，所以如何解決極性異

4、構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)系預(yù)測問題成為新的挑戰(zhàn)。本文針對極性異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)，探索了該網(wǎng)絡(luò)下的聯(lián)系預(yù)測問題，主要工作可歸結(jié)于以下幾點:
　　1.提出了極性異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)的鏈接預(yù)測解決方法。在本文中，我們提出基于規(guī)則的方法，稱為Rule Predict來解決鏈接預(yù)測問題。在RulePredict模型中，我們首先系統(tǒng)抽取特征，特征包括促進(jìn)鏈接存在的正特征和減弱鏈接存在可能性的負(fù)特征。鏈接是否出現(xiàn)服從概率為p的二項分布，p為所有特征值的函數(shù)。然后，使

5、用基于廣義最小二乘法的監(jiān)督學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)不同特征對應(yīng)的權(quán)重。將學(xué)習(xí)到的權(quán)重應(yīng)用到測試數(shù)據(jù)中來預(yù)測鏈接是否存在。
　　2.提出了極性異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)的極性預(yù)測解決方法。我們提出一個新的方法HeteSign來解決極性預(yù)測問題。首先定義不同關(guān)系下的節(jié)點相似值，每個節(jié)點相似值看作一個特征，有相對應(yīng)的權(quán)重。節(jié)點間的相似度定義為特征和權(quán)重的數(shù)學(xué)表達(dá)式。計算鏈接的極性得分，根據(jù)得分判斷鏈接是正是負(fù)。得分表示為節(jié)點相似度和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的鏈接的函數(shù)，現(xiàn)有的鏈