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基于多视图对比学习的动态图链接预测方法
1
作者
焦鹏飞
吴子安
+2 位作者
刘欢
张纪林
万健
《南京大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期383-395,共13页
链接预测旨在推断网络中缺失的边或预测未来可能出现的边.先前的链接预测研究主要集中在处理静态网络上,其目标是预测已知网络中缺失的边,然而,现实世界中许多复杂网络通常是动态变化的,使得动态网络中的链接预测任务往往比静态网络中...
链接预测旨在推断网络中缺失的边或预测未来可能出现的边.先前的链接预测研究主要集中在处理静态网络上,其目标是预测已知网络中缺失的边,然而,现实世界中许多复杂网络通常是动态变化的,使得动态网络中的链接预测任务往往比静态网络中更为复杂和困难.近年来,基于动态图表示学习的链接预测方法已经展现较好的结果,这类方法利用动态图表示学习方法学习节点的嵌入表示,以捕捉网络的结构和演化信息,从而在动态网络中实现有效的链接预测.现有方法主要采用循环神经网络或自注意力机制作为神经网络架构的组件,通过时间序列网络学习动态网络的演化信息,然而,动态网络的多样性和演化模式的可变性对基于复杂时序网络的方法提出挑战.这些方法可能很难适应不同动态网络中不断发展的演化模式,同时,在图表示学习领域,图对比学习因为其强大的自监督学习能力受到广泛关注,但是现有方法大多针对静态图,对于动态图的研究较少.为了解决上述问题,提出一种动态网络多视图对比学习的链接预测方法,不依赖额外的时序网络参数,实现动态网络的表示学习和链接预测.该方法将动态网络快照视为网络的多个视图,摆脱对比学习对数据增强的依赖.通过构建包含网络结构、节点演化以及拓扑演化三个视图的对比学习目标函数,挖掘快照内网络结构、快照间节点和网络高阶结构的演化模式学习节点表示,实现链接预测任务.最后,在多个真实数据集上进行了多类动态链接预测实验,实验结果显著优于所有基线方法,验证了所提方法的有效性.
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关键词
链接预测
对比学习
图表示学习
动态网络
动态图嵌入
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职称材料
题名
基于多视图对比学习的动态图链接预测方法
1
作者
焦鹏飞
吴子安
刘欢
张纪林
万健
机构
杭州电子科技大学网络安全学院
杭州电子科技大学
计算机
学院
数据
安全
治理浙江省工程研究中心
浙江
科技
学院
出处
《南京大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期383-395,共13页
基金
国家自然科学基金(62372146)
浙江省属高校基本科研业务费专项(GK229909299001-008)
+1 种基金
之江实验室开放课题(K2022QA0AB01)
广东省哲学社会科学规划2020年度青年项目(GD20YGL15)。
文摘
链接预测旨在推断网络中缺失的边或预测未来可能出现的边.先前的链接预测研究主要集中在处理静态网络上,其目标是预测已知网络中缺失的边,然而,现实世界中许多复杂网络通常是动态变化的,使得动态网络中的链接预测任务往往比静态网络中更为复杂和困难.近年来,基于动态图表示学习的链接预测方法已经展现较好的结果,这类方法利用动态图表示学习方法学习节点的嵌入表示,以捕捉网络的结构和演化信息,从而在动态网络中实现有效的链接预测.现有方法主要采用循环神经网络或自注意力机制作为神经网络架构的组件,通过时间序列网络学习动态网络的演化信息,然而,动态网络的多样性和演化模式的可变性对基于复杂时序网络的方法提出挑战.这些方法可能很难适应不同动态网络中不断发展的演化模式,同时,在图表示学习领域,图对比学习因为其强大的自监督学习能力受到广泛关注,但是现有方法大多针对静态图,对于动态图的研究较少.为了解决上述问题,提出一种动态网络多视图对比学习的链接预测方法,不依赖额外的时序网络参数,实现动态网络的表示学习和链接预测.该方法将动态网络快照视为网络的多个视图,摆脱对比学习对数据增强的依赖.通过构建包含网络结构、节点演化以及拓扑演化三个视图的对比学习目标函数,挖掘快照内网络结构、快照间节点和网络高阶结构的演化模式学习节点表示,实现链接预测任务.最后,在多个真实数据集上进行了多类动态链接预测实验,实验结果显著优于所有基线方法,验证了所提方法的有效性.
关键词
链接预测
对比学习
图表示学习
动态网络
动态图嵌入
Keywords
link prediction
contrastive learning
graph representation learning
dynamic networks
dynamic graph embedding
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多视图对比学习的动态图链接预测方法
焦鹏飞
吴子安
刘欢
张纪林
万健
《南京大学学报（自然科学版）》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
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参考文献
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