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基于社交网络的社团结构挖掘算法研究

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目录

摘要

1.绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

1.4论文组织结构

2.1.1社交网络的发展

2.1.2社交网络的定义

2.1.3社团结构

2.2经典的社团结构挖掘算法

2.2.1非重叠社团结构挖掘算法

2.2.2重叠社团结构挖掘算法

2.3社交网络特征分析及社团结构挖掘算法评价指标

2.3.2社团结构挖掘算法评价指标

3.基于惩罚矩阵的社团结构挖掘算法PMDCSDA

3.1引言

3.2惩罚矩阵

3.2.1惩罚矩阵的原理

3.2.2基于PMD的复杂网络的社团挖掘

3.2.3利用PMD进行聚类的模式推理

3.3实验及结果分析

3.3.1实验数据

3.3.2参数k值对PMDCSDA算法性能的影响

3.3.3与其他算法的比较

3.4本章小结

4.基于CPM和K-Means结合的社团结构挖掘算法CPM-KMeans

4.1引言

4.2 CPM-KMeans算法

4.2.1社团个数的产生

4.2.2 CPM-KMeans算法步骤

4.3实验及结果分析

4.3.1实验数据

4.3.3参数β的设定对算法结果的影响

4.3.4与其他算法的比较

4.4本章小结

5.总结与展望

5.1论文主要工作总结

5.2下一步工作及展望

参考文献

致谢

声明

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摘要

随着互联网技术的迅猛发展,社交网络中产生了大批相互作用的数据,研究社交网络有助于我们了解网络构造、分析网络特性、发现网络中的内在规律,具有十分重要的理论价值与现实意义。如何从这些社交网络数据中挖掘出有意义的社团子结构是当前数据挖掘的主要研究热点之一。 本文以实际存在的社交网络作为研究对象,分别从无权网络和加权网络研究了社团结构的挖掘问题。对于无权网络,首次提出以奇异值分解和惩罚分解相结合的基于惩罚矩阵分解的社团结构挖掘算法;对于加权网络,以网络拓扑相似性作为边的权重,设计了以改进的CPM和K-Means相结合的社团结构挖掘算法。本文的主要研究工作如下: (1)针对无权网络,本文提出一种以多因子惩罚矩阵分解的社团结构挖掘算法PMDCSDA,该算法首先将网络数据集进行编号,按照网络拓扑结构将数据用邻接矩阵的方式来表示,对邻接矩阵进行归一化处理,接着奇异值分解归一化后的矩阵,最后利用多因子的惩罚矩阵算法进行社团结构挖掘。在三个社交网络数据集Karate、Dolphins以及Football中验证了该算法的可行性,实验结果表明,和现有算法(K-Means、GN和CPM)进行比较,该算法在精确度、F-measure等性能上具有较好的效果。 (2)在密度较小的社交网络中上述的PMDCSDA算法进行社团结构挖掘效果较好,在相对稠密的网络中则效果欠佳,提出一种基于改进CPM和K-Means相结合的CPM-KMeans算法。首先利用深度优先搜索和广度优先搜索相结合的CPM算法产生的最大派系个数来确定聚类中心点的个数,然后以派系为基础进行扩展,改进K-Means算法,用点对的相似性值作为点对之间的距离。与PMDCSDA算法相比,在准确度和分离度方面,CPM-KMeans在Football数据集上具有显著的效果,并在蛋白质相互作用网络Collins数据集中验证了算法的可行性。

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