異構資訊網路

2021-10-01 14:19:06 字數 2666 閱讀 7536

資訊網路是知識表示的結構化文字方式,網路中包含一系列節點以及節點和節點之間的邊。資訊網路的經典例子如文獻資訊網路,其結構反映了儲存在節點裡的資訊的結構,所以稱為資訊網路。另乙個經典的例子就是全球資訊網,對於這些網路的研究往往是將其視為同構資訊網路來分析。隨著資訊網路研究的進一步加深以及近年來各種流行資訊網路的湧現,例如社會**網路,維基百科裡的知識網路等等,僅僅研究同構資訊網路已經很難滿足需求。

異構資訊網路通過分析網路中的多種型別節點以及不同型別節點間的多種鏈結關係,能夠準確地區分資訊網路中的不同語意,挖掘出更加具有意義的知識。異構資訊網路普遍存在於生活中的方方面面,例如文獻資訊網路、imdb電影網路、facebook網路、醫療網路、電子商務網路、新聞網路等等,是當前分析資訊網路的一種熱門而新穎的方法,受到廣泛地關注。

異質資訊網路英文全稱 heterogeneous information network,也可以被譯為異構資訊網路,但這個概念可能與通訊網路中的異構網路的概念混淆, 所以大多數都被翻譯為異質資訊網路。異質資訊網路g=(v,e)包括不同型別的物件和關係,每個物件屬於乙個特定的物件型別, 每個關係屬於乙個特定的關係型別。比如說文獻網路、社交**網路等。

網路模式是異構資訊網路的元模板,是定義於物件型別t的節點和來自關係r的邊的有向圖,表示為tg=(t,r)。

網路模式作為一種網路模板,清楚地讓我們了解網路中有多少種物件型別以及這些物件型別之間有怎樣的關係。

文獻資訊網路模式

元路徑是定義在網路模式上的鏈結兩類物件的一條路徑,形式化定義為

表示物件型別之間的一種復合關係

儘管已經有很多相似性度量方法,比如路徑數、基於隨機遊走,這些方法大多偏向於高度可見或者高度集中的物件,不能捕捉到對等物件相似性的語義資訊。在一些情況下,找到相似的相同型別物件具有十分重要的意義。比如根據自己的領域和聲譽尋找相似的作者。在這種背景下,pathsim演算法被提出,由於對等關係應該是對稱的,因此,pathsim是一種基於對稱元路徑的相似性演算法。

其中交換矩陣給定網路g=(v,e)和網路模式tg,元路徑p=(a1a2…al)的交換矩陣定義為

其中waiaj是型別ai和aj之間的鄰接矩陣,m(i,j)表示物件

pathsim演算法通過元路徑來進行相似性搜尋,能夠充分地挖掘異構資訊網路中隱含的豐富語意,更好地滿足使用者的需求。同時,pathsim演算法較好地克服了p-pagerank演算法偏向於高可見度物件和simrank演算法偏向於高聚集物件的問題。

為了更好的理解pathsim演算法的原理,我們結合具體的例子進行說明,以對稱元路徑aca為例,它表示的語義是兩個作者(a)在同乙個會議(c)上發表過**。下面是乙個網路中作者和會議間的鄰接矩陣wac,表示每個作者在每個會議上發表的**數。

sigmod

vldb

icde

kddmike 2

1 00

jim 50

20 0

0mary 2

0 10

bob 2

1 00

ann 0

0 11

此例中交換矩陣m=wacwca,計算結果為

mike

jimmary

bobann

mike 5

120 4

5 0jim

1202900

100120 0

mary 4

100 5

4 1bob 5

120 4

5 0ann 0

0 10 2

也可以直觀的利用路徑數進行理解

mike到自身的路徑數為2*2+1*1=5

mike到jim的路徑數為2*50+1*20=120,jim到mike路徑數相同

mike和jim之間的相似性可以利用相似性公式進行計算

將交換矩陣的計算結果帶入相似性公式

所以作者mike和作者jim之間的相似性為0.0826

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