Odkrivanje skupin vozli s c v velikih realnih omre zjih na osnovi - - PowerPoint PPT Presentation

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v velikih realnih omreˇ zjih na

• snovi izmenjave oznak

Lovro ˇ Subelj

Doktorska disertacija Mentor: izr. prof. dr. Marko Bajec Fakulteta za raˇ cunalniˇ stvo in informatiko Univerza v Ljubljani

• 27. junij, 2013

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

· / 27

Vsebina

1

Analiza omreˇ zij

2

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c Osnovna izmenjava oznak Uravnoteˇ zena izmenjava oznak Napredna izmenjava oznak Posploˇ sena izmenjava oznak

3

Skupine v programskih omreˇ zjih

4

Nadaljnje delo

5

Zakljuˇ cek

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

· / 27

Analiza omreˇ zij

Analiza omreˇ zij

Razliˇ cne vrste realnih omreˇ zij (grafov).

socialna, informacijska, tehnoloˇ ska, bioloˇ ska itd.

Analiza omreˇ zij: Newman (2008) preuˇ cevanje zgradbe omreˇ zij razvoj potrebnih pristopov praktiˇ cni primeri uporabe Podroˇ cje izjemno aktivno v ˇ stevilnih znanostih.

matematika, fizika, raˇ cunalniˇ stvo, druˇ zboslovje, biologija itd.

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

1 / 27

Analiza omreˇ zij

Zgradba realnih omreˇ zij

globalne lastnosti omreˇ zij (npr. mali svet) karakteristiˇ cne skupine vozliˇ sˇ c (npr. skupnosti) pogosti vzorci vozliˇ sˇ c (npr. motifi, grafleti) lastnosti posameznih vozliˇ sˇ c (npr. zvezdiˇ sˇ ca) procesi nad omreˇ zji (npr. ˇ sirjenje)

Omejimo se na neusmerjena omreˇ zja.

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

2 / 27

Analiza omreˇ zij

Karakteristiˇ cne skupine vozliˇ sˇ c

skupnosti (community) Girvan and Newman (2002)

(povezane) skupine tesno povezanih vozliˇ sˇ c

moduli (module) Newman and Leicht (2007)

(nepovezane) skupine podobno povezanih vozliˇ sˇ c

Omejimo se na neprekrivajoˇ ce skupine vozliˇ sˇ c.

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

3 / 27

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c Osnovna izmenjava oznak

Vsebina

1

Analiza omreˇ zij

2

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c Osnovna izmenjava oznak Uravnoteˇ zena izmenjava oznak Napredna izmenjava oznak Posploˇ sena izmenjava oznak

3

Skupine v programskih omreˇ zjih

4

Nadaljnje delo

5

Zakljuˇ cek

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

· / 27

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c Osnovna izmenjava oznak

Osnovna izmenjava oznak

Osnovna izmenjava oznak (label propagation): Raghavan et al. (2007) gi = argmax

g

• vj∈Ni

wijδ(gj, g) gi posodabljamo zaporedno v nakljuˇ cnem vrstnem redu.

Zaˇ cetno stanje

• 1. korak
• 2. korak

Konˇ cno stanje gi je oznaka skupine vozliˇ sˇ ca vi in wij uteˇ z na povezavi med vi in vj.

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

4 / 27

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c Osnovna izmenjava oznak

Analiza izmenjave oznak

Prednosti: brez predhodnega znanja (npr. ˇ stevilo skupin) skoraj linearna ˇ casovna zahtevnost enostavna implementacija Slabosti:

robustnost veˇ

c razvrstitev ˇ ze v manjˇ sih omreˇ zjih Tib´

ely and Kert´ esz (2008)

natanˇ cnost slabˇ

sa natanˇ cnost v omreˇ zjih z nejasno zgradbo Leung et al. (2009)

sploˇ snost pristop omejen na odkrivanje skupnosti ˇ

Subelj and Bajec (2012c) Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

5 / 27

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c Uravnoteˇ zena izmenjava oznak

Vsebina

1

Analiza omreˇ zij

2

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c Osnovna izmenjava oznak Uravnoteˇ zena izmenjava oznak Napredna izmenjava oznak Posploˇ sena izmenjava oznak

3

Skupine v programskih omreˇ zjih

4

Nadaljnje delo

5

Zakljuˇ cek

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

· / 27

Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c Uravnoteˇ zena izmenjava oznak

Robustnost izmenjave oznak

Osnovna izmenjava vrne > 500 razvrstitev v skupine. Tib´

ely and Kert´ esz (2008)

1 2 3 4 5 6 7 8 11 12 13 14 18 20 22 9 32 31 28 29 33 10 17 34 15 16 21 23 24 26 30 25 27 19

Vrstni red obravnave gi se odraˇ za kot preference vozliˇ sˇ c fi. ˇ

Subelj and Bajec (2011a)

gi = argmax

g

• vj∈Ni

fj · wijδ(gj, g)

fi je “moˇ c” ˇ sirjenja oznake vozliˇ sˇ ca vi. Leung et al. (2009)

Lovro ˇ Subelj (FRI) Odkrivanje skupin vozliˇ sˇ c v omreˇ zjih

• 27. junij, 2013

6 / 27