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特征网络

机器学习 2019-02-21 v2 机器学习 社会与信息网络

摘要

许多应用无法借助物理定律为观测数据推导简洁的描述性模型。作为替代,如今NN个时间序列{xnk,k>0}n=1N\{ x_{nk}, k>0 \}_{n=1}^{N}之间的相互依赖关系常由一个图或网络GG来刻画,该网络在实践中可能非常庞大。网络本身也可能随时间变化(即GkG_k)。暴力追踪时变网络的变化带来重大挑战,包括相关的计算问题。此外,大量网络可能不利于有用的分析。本文将近时变网络{Gk}\left\{G_k\right\}近似为特征网络的加权线性组合。特征网络是固定的构建模块,通过先从数据{xnk,k>0}n=1N\{ x_{nk}, k>0 \}_{n=1}^{N}中学习图的时间序列GkG_k,再执行主网络分析过程来估计。特征网络表示的权重为特征特征量,时变网络{Gk}\left\{G_k\right\}描述了特征网络空间中的一条轨迹。这些特征轨迹应当是平滑的,因为网络GkG_k的变化速率远慢于数据xnkx_{nk},除非发生结构性网络偏移,反映底层应用和数据源的潜在突变。本文给出了学习图的时间序列{Gk}\left\{G_k\right\}、推导特征网络、特征特征量和特征轨迹以及检测变点点的算法。在模拟数据及两个真实时间序列数据(美国参议院投票记录和黑腹果蝇生命周期中的基因表达数据)上的实验展示了学习性能,并对特征网络提供了有趣的解释。

关键词

引用

@article{arxiv.1806.01455,
  title  = {EigenNetworks},
  author = {Jonathan Mei and José M. F. Moura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1806.01455},
  year   = {2019}
}