咨询可拆分折叠邻接矩阵并融合原矩阵的Graph embedding方法
现有一张图对应一个2n×2n的邻接矩阵(节点数为2n),同时还有一个n×n的邻接矩阵,该矩阵是由上述2n×2n矩阵经行列折叠生成的统计结果。
以下是n=2时的生成示例:
2n×2n矩阵:
a1a1,a1a2,a1b1,a1b2 a2a1,a2a2,a2b1,a2b2 b1a1,b1a2,b1b1,b1b2 b2a1,b2a2,b2b1,b2b2
其中a1、a2、b1、b2为四个不同节点,矩阵元素代表两节点间的距离(如a1b2表示节点a1与b2的距离)。
经行列折叠生成的n×n矩阵:
a1a1 + a1b1 + b1a1 + b1b1, a1a2 + a1b2 + b1a2 + b1b2 a2a1 + a2b1 + b2a1 + b2b1, a2a2 + a2b2 + b2a2 + b2b2
目前已拥有上述两种矩阵,已知可基于2n×2n矩阵进行图嵌入,但希望同时利用额外的n×n矩阵辅助该过程。现寻求相关方法或模型,可将n×n邻接矩阵拆分回2n×2n矩阵,并将新生成的矩阵与原2n×2n矩阵结合进行图嵌入。
此前尝试过统计模型:随机初始化每个节点的3D坐标(x,y,z),通过MLE最大化两种矩阵中的观测值,但该模型假设节点间距离相互独立,而图嵌入可保留节点依赖关系,效果或更优。
带约束的矩阵分解拆分+融合嵌入
采用带分组约束的非负矩阵分解(NMF)拆分n×n矩阵:将n×n矩阵视为2n×2n矩阵分组求和的结果,给NMF添加约束——拆分得到的2n×2n矩阵中,对应折叠分组的元素和必须匹配n×n矩阵的对应位置。之后将拆分矩阵与原2n×2n矩阵做加权融合,再输入到Node2Vec、GraphSAGE等常规图嵌入模型中,既保留矩阵结构特性,又兼顾两类矩阵的信息。端到端多结构融合嵌入
无需显式拆分n×n矩阵,直接构建端到端模型:- 用原2n×2n矩阵初始化图结构,训练基础节点嵌入;
- 将n×n矩阵转化为超图(每个超节点对应原2n个节点中的一组),训练超图层面的嵌入;
- 设计融合层,将原节点嵌入与对应组的超节点嵌入做拼接、加权求和等操作,再通过微调优化整体嵌入效果。这种方式规避拆分误差,直接利用两类矩阵的结构信息,更利于保留节点依赖关系。
多视图图卷积融合
将原2n×2n矩阵、拆分后的2n×2n矩阵(或n×n矩阵转换的超图邻接)作为两个视图,采用多视图图卷积网络(MVGCN)进行嵌入。模型会自动学习两个视图的权重,融合不同视角的节点关系,比单一视图嵌入更能捕捉节点间的依赖。改进型MLE+图嵌入约束
针对之前的MLE模型,加入图嵌入正则项:在初始化节点坐标后,除了最大化观测值的似然,还添加图嵌入相关约束(比如让相邻节点的坐标更接近,或引入GCN的嵌入损失),既利用距离观测信息,又弥补原模型独立假设的缺陷,保留节点依赖关系。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者lily

