MSNV:基于多层次社团划分的网络结构可视化方法

针对大规模网络节点数目庞大、结构复杂性高,有限的屏幕空间难以展示其结构特征的问题,提出了一种基于社团划分的多层次网络可视化方法。首先,使用基于网络模块度的社团划分算法对网络节点进行划分,并采用贪婪算法寻找最大模块度的社团划分,得到不同层次粒度的社团;其次,通过设置层次约束力以改进经典力导引算法(FDA),使改进的算法能对不同层次粒度的社团实现分层布局,解决FDA无法展示网络节点层次性的问题;最后,使用多窗口视图、Overview+Detail等交互方法分别展示高层社团和底层节点,实现兼顾网络高层次宏观结构和低层次局部细节的显示。仿真实验中,该算法的社团划分相较于自包含GN算法在效率和准确率上有所提高。案例分析表明,所提方法在大规模网络结构的显示和交互方面具有良好的效果和性能。     

基于最大生成树的社团划分算法

针对层次聚类算法存在复杂度高、准确度低等问题,提出了一种基于最大生成树的社团划分算法。该算法重新定义了节点间相似度,并利用最大生成树进行初始聚类,然后根据社团相似度合并局部社团得到最终划分结果。算法不仅降低了时间复杂度,而且在划分社团的准确度方面有所提高。将该方法在真实网络与人工网络上进行验证和比对,实验结果表明基于最大生成树的社团划分算法能够快速、准确地划分出网络中的社团结构。     

多关系社交网络中社团结构发现算法

社交网络的节点之间存在着多种关系,这些关系共同决定了网络中节点的社团结构划分。为了准确地发现多关系社交网络中的社团结构,通过研究信息在多子网复合复杂网络模型上的传播过程,提出了一种多关系网络中的社团结构发现算法。该算法基于多子网复合复杂网络模型建立的多关系社交网络,利用信息在多关系社交网络中的传播过程,将网络中的节点转化成能够被聚类算法处理的向量形式,进而采用聚类算法完成多关系社交网络中的社团结构划分。该算法综合考虑了网络中多种关系的相互作用以及异质节点间的相互影响,得到的传播信息量矩阵表示了各节点在整个网络中的影响力,并将影响力相似的节点划分到同一个社团结构中。实验结果显示,与传统社团结构发现算法相比,该算法不仅在准确度上有所提高,还能将异质节点划分到一个社团中,可以根据用户不同需求挖掘出多关系社交网络中的隐藏信息。     

基于社区探测的层次自适应并行布局算法

针对大规模网络高效布局和递进式结构分析的需求,提出基于社区发现的多层级力导向布局算法.首先,该算法采用Louvain算法对网络进行多层级社团结构划分,根据划分结果压缩网络并进行骨架布局,确定网络整体架构;然后,采用自适应的力导向变体算法对各个社团内部的原始节点并行布局,细化社区内部网络结构,并引入补偿力减少社区划分带来的网络结构信息缺失;最后,设计了初始布局算法、改良了振颤模型来减少布局所需的迭代次数.实验结果表明,与现有网络布局算法相比,该算法能够更清晰、高效地展示大规模社交网络数据,满足大规模复杂网络可视化的需要.     

展示复杂网络社团结构的社团引力导引的布局算法EI北大核心CSCD

由于传统的力导引布局方法大都无法展示复杂网络的社团结构,提出一种可有效展示复杂网络社团结构的布局算法——社团引力导引的布局算法.该算法在力导引布局算法的基础上对每个节点加入社团引力,并引入k-means算法,使同一社团的节点能够向社团的中心位置聚拢.不同于先网络聚类再可视化布局的传统做法,该算法不需要预先对节点分类,可以在布局的同时完成节点聚类.实验中使用模块度指标评估社团结构的强弱程度,结果表明,文中算法可以呈现明显的聚类效果,简单、易于实现,且收敛速度快.     

展示复杂网络社团结构的社团引力导引的布局算法

由于传统的力导引布局方法大都无法展示复杂网络的社团结构,提出一种可有效展示复杂网络社团结构的布局算法——社团引力导引的布局算法.该算法在力导引布局算法的基础上对每个节点加入社团引力,并引入k-means算法,使同一社团的节点能够向社团的中心位置聚拢.不同于先网络聚类再可视化布局的传统做法,该算法不需要预先对节点分类,可以在布局的同时完成节点聚类.实验中使用模块度指标评估社团结构的强弱程度,结果表明,文中算法可以呈现明显的聚类效果,简单、易于实现,且收敛速度快.     

基于相似度指标的社团划分算法

为快速准确地找到复杂网络的社团划分结果,引入相似度指标,提出一种改进的社团划分算法。将网络节点拓扑结构信息作为节点的多维属性,在不改变网络连边的情况下,使输入网络转换为节点多属性网络,并定义节点之间的混合相似度与社团相似度,运用层次聚类思想得到最终的社团划分结果。在真实网络、计算机生成网络上的实验结果表明,该算法能够发现明显的社团结构,并且具有较高的社团划分准确率。     

基于聚类粒化的社团发现算法

为了实现复杂网络社团发现算法的复杂度和精确度间的均衡,提出一种基于聚类粒化的社团发现算法(CGCDA),将网络粒化获得的粒子视为一个社团,粒化结果即为对网络的社团划分。首先,将网络中的每个节点视为基本粒,通过初始粒化操作实现对网络的粒化;然后,针对获得的粒化集合中满足粒化系数的粒子进行聚类粒化操作,分层粒化直到不存在满足要求的粒子对;最后,将粒子对中的重叠节点视为孤立点,用邻居节点投票法把孤立节点归并到相应的粒子中,实现对复杂网络的社团划分。实验实现了Newman快速算法（NFA）、标号传播算法（LPA）和CGCDA。实验结果表明,CGCDA在四个基准数据集上可获得平均高于LPA 7.6%的模块度和低于NFA 96%的时间。CGCDA时间复杂度较低,获取的社团模块度较高,实现了社团发现时间和精确度的均衡,相比NFA、LPA总体性能更优。     

基于中心度的标签传播时间序列聚类方法

为了实现时间序列自动聚类,以及更为细致地描述时间序列之间的结构关系,引入社区发现方法来研究时间序列聚类.针对标签传播方法在标签传播过程中具有较强不确定性,以及算法对网络结构较为敏感等问题,提出一种基于中心度的标签传播时间序列聚类方法;通过构建时间序列网络空间结构,将每条时间序列看作一个节点,根据每个节点的中心度来得到标签更新顺序;计算节点对于每个簇的归属度,再利用节点的归属度和标签的传播实现节点的划分,从而实现时间序列聚类.所提方法通过分析时间序列之间的连接关系来发现其在欧氏空间的结构特征,进而实现空间结构的有效划分.实验结果表明,所提方法无需确定初始簇中心,能够有效划分人工数据网络和真实社会网络,在时间序列数据聚类中取得了良好的聚类效果.     

基于相似性复杂网络社团结构发掘算法的研究

复杂网络的社团结构对于研究现实世界有着重要意义。然而,现在的一些算法存在着划分精度不够,限制条件较多等不足,影响了复杂网络的应用。所以,本文提出了一种基于相似性复杂网络社团有效划分算法。文中,利用相似性,灵活定制阈值,将层次聚类思想应用到网络社团发掘过程中。并且,在不同的层次上设定了相应阈值,保证了精度,实现网络社团的初步划分。为获得更加清晰的结构,提出了重叠节点的相似性指标。结果,本文不仅发现了网络的层次社团结构,还挖掘出重叠节点。最后,实验表明本算法提高了复杂网络社团划分的精度。     

基于社团划分的网络聚类布局算法

复杂网络日益受到广大专家和学者们的关注,对其进行可视化展示可以帮助用户发现复杂网络表征的复杂系统中隐藏的知识信息,对计算机科学、社会学、生物学等领域具有重要的意义。力导引布局算法是复杂网络可视化领域的主流算法,它用节点连接图的形式对复杂网络进行抽象表示,布局遵循一定的美学标准如节点的均匀分布、边长尽量一致等,这在一定程度上阻碍了对复杂网络的社团结构的展示。针对以上问题,本文提出引入基于度中心性的社团斥力与引力对力导引算法进行改进,以对复杂网络进行聚类布局。实验结果表明,本文算法可有效地展示复杂网络的社团结构,同时又能保留社团之间边缘节点的信息。     

基于结构熵约束的图聚类方法

针对以大数据为中心的信息开放共享平台,如何从嵌入大规模噪声结构的网络中解码出网络的真实结构,进一步在挖掘关联信息的过程中得到较为准确的挖掘结果的问题,提出基于结构熵的聚类方法实现对图中节点关联程度的划分。提出了计算二维结构信息的求解算法和基于熵减原则的模块划分算法,对图结构中节点划分得到对应的模块;利用 K 维结构信息算法对已划分的模块做进一步的划分,实现对图结构中节点的聚类;通过实例分析表明,所提出的图聚类方法不仅能够反映图结构的真实结构,而且可以有效地挖掘出图结构中节点之间的关联程度。同时对比了其他3种聚类方法,实验表明该方法在执行时间上具有更高的效率和保证聚类结果的可靠性。     

基于改进密度峰值聚类的路网划分方法

城市路网的合理划分对于优化区域交通控制以及协调策略的实施具有重要意义。为提高道路通行效率,提出基于密度峰值聚类算法的城市路网划分方法,首先,综合考虑交叉口静态和动态因素的影响,构建相邻交叉口的关联度模型,为合理量化交叉口之间的关联程度提供定量描述。其次,提出改进的密度峰值聚类算法,结合相邻交叉口之间的关联度对路网区域进行划分。针对密度峰值聚类算法中局部密度在不同规模数据集上差异较大的问题,引入KNN的思想,重新对局部密度进行描述,其次为避免算法聚类中心人工选取的主观性导致的误差问题,采用肘部法则实现聚类中心的自动选取。实验结果表明,与改进的Newman算法及Ncut算法相比,提出的改进算法在优化子区平均匀质度上可分别降低12.5%和22.8%,提高了控制子区的划分效果,使区域划分效果更合理。     

多维数据集中聚类数确定算法研究

在传统确定数据集聚类数算法原理的基础上,提出一种新的算法——MHC算法。该算法采用自底向上的策略生成不同层次的数据集划分,计算每个层次的聚类划分质量,通过聚类质量选择最佳的聚类数。还设计一种新的有效性指标——BIP指标,用于衡量不同划分的聚类质量,该指标主要依托数据集的几何结构。实验结果表明,该算法能准确地确定多维数据集中的最佳聚类数。     

视觉相似性计算的艺术图像自组织方法

为解决大量数字化艺术图像常规组织和管理复杂低效问题,提出一种基于图像相似性计算的自组织方法,对艺术图像提取了颜色、纹理、空间布局和SIFT等用于相似性计算的视觉特征表示,并根据艺术图像空间布局特点设计计算模型,试验了特征的聚类效果。采用多层版本近邻传播聚类（MLAP）算法为基础,对实验图像库进行层次化聚类,构建图像的层次化浏览结构。实验结果表明,该方法在艺术图像的管理和使用上都有着良好的性能。     

多头注意力评论量化的聚类优化推荐算法

为了解决推荐算法中无法挖掘用户深层兴趣偏好,从而导致提取准确度低下,以及相似用户聚类准确率低下时间复杂度高等问题,提出评论量化模型优化差分进化的聚类优化推荐算法(MT-QRPD)。首先利用BiGRU网络的特征时序性与CNN的强局部特征有效性联合提取评论深度特征,并利用多头注意力机制的多维语义特征筛选对评论进行深度语义特征挖掘;然后经过多层感知机非线性转换进行多特征融合完成准确量化;最后使用PCA对差分进化变异选择进行优化完成相似用户聚类优化操作,寻找相似用户完成项目推荐。通过多项实验分析表明,所提推荐算法在量化评分准确度、时间复杂度以及推荐性能上都有较好的提升。     

主动纠错式半监督聚类社区发现算法

经典的无监督聚类算法快速、简单且可以直接对大规模数据集进行划分,但是由于网络结构较为复杂,划分的准确度并不高。为此,提出一种基于主动学习的纠错式半监督社区发现算法ESCD（error correction semi-supervised community detection algorithm）,将传统的K-means算法进行分步计算,并且在聚类的过程中加入成对约束。根据先验信息保留正确的划分,纠正错误的划分来改变网络的连接关系,使网络具有更明显的块结构,当节点与聚类中心的距离不再变化时划分结束。实验结果表明,与现有的社区发现算法相比,ESCD算法具有更高的精度,且所需的监督信息远远小于其他半监督算法。     

基于最大团的层次化重叠社区发现算法

研究表明,很多真实网络具有层次结构和重叠结构。传统的层次聚类算法通常以节点为对象进行扩展形成层次树图从而得到网络的层次结构。这种做法存在两个问题,其一是算法的稳定性,主要体现在初始节点的选择上,少数情况下,初始节点的不同会导致算法最终结果的不同,即使算法的结果不依赖于初始节点,但算法的复杂度会随之变化;其二是不能发现网络中的重叠结构。针对以上问题,提出一种基于最大团的层次化重叠社区发现算法。该算法以最大团为扩展对象,然后利用最大团扩展策略生成层次树图,最后采用重叠模块度函数对层次树图进行剪枝得到社区划分结果。在真实网络以及LFR人工网络上的实验结果表明该算法能够有效地挖掘网络中的层次结构和重叠结构。     

基于SOM聚类的垃圾处理方式可视化分析方法

针对全国各省份垃圾处理方式的数据,提出一种混合可视分析方法。为了从多角度分析数据,混合U矩阵、平行坐标以及Small-Multiple 3种可视化技术,设计并实现了3种可视化视图的交互联动。首先,对数据进行聚类处理,将各省份近年的垃圾处理方式划分类别,采用SOM神经网络聚类算法实现聚类。然后,针对SOM聚类结果,采用U矩阵的方式进行可视化,并采用平行坐标描述每个聚类结果的各个属性。为了分析数据的地理属性及时序属性,采用Small-Multiple可视化技术。最后,实现多视图联动、刷新技术等交互方式,帮助用户自行探索数据,实现多视图的交互展示与分析。实验表明,这种混合可视方式可达到较好的多属性交互可视化效果,能够帮助用户了解并分析我国垃圾处理方式的分布及趋势。