基于深度学习的属性网络表示学习方法研究

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网络表示学习,又称网络嵌入,旨在将网络中的节点表示成低维稠密的实值向量。网络表示学习提供了一种高效的网络表示形式,学习到的表示向量可以灵活方便地运用到诸如节点分类、链接预测、社区发现等各种网络分析任务中。在现实生活中,网络中的节点往往还伴随着描述性的属性,这类网络称为属性网络。近些年基于深度学习的属性网络表示学习也逐渐引起了研究者们的关注。然而,社区结构信息和任务相关信息并没有被有效利用是大多数现有的属性网络表示学习方法仍然存在的问题。本文针对目前属性网络表示学习方法面临的这些问题展开研究,提出了两种有效的属性网络表示学习方法,主要工作如下:(1)针对社区结构信息未能有效利用的问题,提出了一种多视角特征保持的网络表示学习方法。该方法分别从局部网络结构、节点属性和社区结构三个视角构建节点的特征,再通过集成多个自编码器结果的方式来得到综合多视角特征的节点表示,使得该节点表示能够反映网络中节点之间的多种相似性,并通过引入拓扑约束和一致性约束的方式增强了节点表示的鲁棒性和一致性。(2)针对任务相关信息未能有效利用的问题,提出了一种面向任务的属性网络表示学习方法。该方法从节点不同邻域的属性中提取出多种特征并融合得到节点表示。该节点表示随后被输入至三个功能模块,以分别保持节点在拓扑结构和节点属性层面的相似性和任务相关信息。由于在学习过程中利用了任务相关信息,该方法可以灵活地用于不同的网络分析任务并学习到匹配任务目标的节点表示。在多个被广泛使用的网络数据集上,对本文所提出的网络表示学习方法进行了充分的实验验证。实验结果表明,本文所提出的网络表示学习方法比其它主流的网络表示学习方法的效果更优,验证了本文所提出方法的有效性。
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