HEER-Easing Embedding Learning by Comprehensive Transcription of Heterogeneous Information Networks
2024-09-04 14:20:48
来源:KDD 2018
原文:HEER
注: 若有错误,欢迎指正
这篇KDD’18的文章,没有按照常规的方法将所有的node嵌入到同一的空间,因为文章提出 node 因为连接的 edge 类型(type)不同,存在不兼容(incompatibility)的特性,所以最好能够根据不同的edge type来定义不同度量空间(metric space),保持同一个度量空间下,node的兼容性。
1. Abstract
在本文中,作者认为异构信息网络(HIN)中隐含着丰富信息的同时也引入了潜在的不兼容性,为了保留HIN中丰富但可能不兼容的信息,提出对HIN的综合转录问题。还需要提供一种易于使用的方法来有效利用 HIN 中的信息。本文提出HEER方法: 通过对 HIN 的边缘表示,与正确学习的异构度量相结合。
2. Introduction
网络嵌入学习节点的低维表示可以在原始网络中编码其语义信息,且容易和机器学习等方法相结合,可用于分类、链路预测。近来,研究人员证明了HIN 嵌入在作者识别等方面的有效性。
图 1 Network Embedding
HIN 异构性不仅包含丰富的信息,还有潜在的不兼容的语义。传统的同构网络嵌入不论其类型,均等的处理所有节点和边,不会捕捉 HIN 的异质性。
如图1,stan,musical,Ang Lee是不同类型的节点,因为musical和Ang Lee的embedding距离很远,会导致stan无法同时和两个embedding同时很近,因此需要学习两个不同的度量空间,从而stan分别在两个度量空间中与对应的node距离很近。
图 2 异质网络嵌入学习中的不兼容现象
为解决该问题,本文在计算相似度 s 时提出度量向量 μ
该度量向量μ是对不同类型的关系来进行embedding,g_{uv}是表示u,v之间的边的embedding。通过定义该相似度函数,能够获得基于不同边类型r的相似度
3. 嵌入 HINs 的边缘表示(HEER)
3.1. 方法思想
通过边缘表示和耦合度量的可用性,得到反应边的存在和类型的损失函数,通过最小化损失,同时更新节点嵌入、边缘嵌入和异构度量,保持输入HIN中的异质性。对不同的不兼容程度建模,其中两个边缘类型越相似,对应的指标越相似。
- 综合转录 HIN 中的嵌入信息
- 解决 HINs 中的语义不兼容
- 利用边缘表示和异质矩阵
- 使用神经网络学习节点和边的嵌入表示
3.2. 框架结构
图 3 HEER模型框架结构
HIN Embedding 定义
- 输入一个异质网络
- 通过F网络学习出node embedding
- 之后通过g函数来学习出边的embedding
- 一对节点间可能有多种类型的边,g(u,v) 包含此类关系
- 通过type之间的相似度,也就是定义的相似度函数和原始连接关系共同作为ground truth
- 最后训练出网络参数,从而能够学到网络的嵌入模型
类型接近度
对于每对节点(u,v)的边缘嵌入 guv
μr 为特定类型嵌入表示,兼容的边类型共享相似的 μ
目标函数
( KL 测量元权重和从嵌入表示得到的相似度间的差异)
将(1)代入(2)考虑所有的边类型,得到
4. Experiment
(边缘剔除率为0.4时)
5. 总结
- HEER模型,能够建立异构网络中不同type之间的不兼容性,这是一种新的尝试,将不兼容的性质提出并通过不同度量空间来表示。
- HEER模型能够同时学习网络中节点的node embedding和边的edge embedding。
局限性
- 没有考虑更复杂的网络结构信息,而是仅仅通过相邻节点的关系来确定embedding,更复杂的关系可以通过meta-path来找到,这也可能成为该论文未来的研究方向。
参考:
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