Belief relational clustering and its application to community detection

Résumé : Les communautés sont des groupes de nœuds (sommets) qui partagent probablement des propriétés communes et/ou jouent des rôles similaires dans le graphe. Ils peuvent extraire des structures spécifiques des réseaux complexes, et par conséquent la détection de ces communautés a été étudiée dans de nombreux domaines où les systèmes sont souvent représentés sous forme de graphes. La détection de communautés est en fait un problème de classification (ou clustering) sur les graphes, et l'information disponible dans ce problème est souvent sous la forme de similitudes ou de différences (entre les nœuds). Nous commençons par une situation de base où les nœuds dans le graphe sont regroupés selon leurs similarités et proposons une nouvelle approche de clustering enc-partition nommée algorithme Median Evidential C-Means (MECM). Cette approche étend la méthode de classification par médiane dans le cadre de la théorie des fonctions de croyance. En outre, une détection de communautés fondée sur l'approche MECM est également présentée. L'approche proposée permet de fournir des partitions crédales selon des similarités avec seulement des données connues. La mesure de dissimilarité pourrait être ni symétrique et même ne comporter aucune exigences de métriques.Elle est simplement intuitive. Ainsi, elle élargit la portée d'applications des partitions crédales. Afin de saisir les divers aspects des structures de communautés, nous pouvons avoir besoin de plusieurs nœuds plutôt qu'un seul pour représenter un prototype représentant un groupe d'individus. Motivée par cette idée, une approche de détection de communautés fondée sur le Similarity-based Multiple Prototype (SMP) est proposée.Les valeurs de centralité sont utilisées comme critère pour sélectionner plusieurs nœuds(prototypes) pour caractériser chaque communauté, et les poids des prototypes sont considérés pour décrire le degré de représentativité des objets liés à leur propre communauté. Ensuite, la similarité entre chaque nœud et les communautés est définie. Les nœuds sont divisés pour former des communautés selon leurs similarités. Les partitions nettes et floues peuvent être obtenues par l'approche SMP. Ensuite, nous étendons l'approche SMP au cadre des fonctions de croyance pour obtenir des partitions crédales de sorte que l'on puisse obtenir une meilleure compréhension de la structure des données. Les poids du prototype sont incorporés dans la fonction d’objectif de la communauté. La composition de masse et les poids des prototypes ont pu être mis à jour alternativement pendant le processus d'optimisation. Dans ce cas,chaque groupe peut être décrit en utilisant de multiples prototypes pondérés. Comme nous allons le montrer, les poids des prototypes peuvent également nous fournir des informations utiles pour l'analyse des données. la règle de mise à jour et le critère de propagation du LPA sont étendus aux fonctions de croyance. Une nouvelle approche de détection de communautés, appelée Semisupervised Evidential Label Propagation (SELP) est proposée comme une version améliorée de la méthode LPA conventionnelle. L'un des avantages de l'approche SELP est quelle permet de tenir compte de la connaissance préalable disponible sur les étiquettes des communautés de certains individus. Ceci est tr` es courant dans la pratique réelle. Dans la méthode SELP, les nœuds sont divisés en deux partis. Certains contiennent des nœuds labellisés et les autres des nœuds non labellisés. Les labels sont propagés depuis les nœuds labellisés à ceux non labellisés, étape par étape en utilisant la règle crédibiliste de propagation de labels proposée. Les performances des approches proposées sont évaluées en utilisant les graphes de référence des ensembles de données et des graphes générés. Nos résultats expérimentaux illustrent l'efficacité des algorithmes de classification proposés et des méthodes de détection de communautés.
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Thèse
Probability [math.PR]. Université Rennes 1, 2016. English. 〈NNT : 2016REN1S027〉
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Soumis le : jeudi 10 novembre 2016 - 13:39:06
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Kuang Zhou. Belief relational clustering and its application to community detection. Probability [math.PR]. Université Rennes 1, 2016. English. 〈NNT : 2016REN1S027〉. 〈tel-01395061〉

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