8 天前

EdMot:一种面向子图感知社区检测的边增强方法

{Jian-Huang Lai, Chang-Dong Wang, Pei-Zhen Li, Ling Huang}
EdMot:一种面向子图感知社区检测的边增强方法
摘要

网络社区检测是网络分析领域的研究热点。尽管已有大量社区检测方法被提出,但大多数方法仅关注网络在节点与边层面的低阶结构,难以捕捉小而密集的子图模式(如网络基序,motifs)所体现的高阶特征。近年来,一些高阶方法被相继提出,但它们通常基于一种假设:以基序为基础构建的超图(hypergraph)是连通的。然而,在某些真实网络中,这一假设难以成立,超图可能出现严重碎片化现象——即尽管原始网络是连通的,其对应的超图却可能由大量连通分量和孤立节点组成。这种碎片化问题导致现有高阶方法面临严峻挑战:在这些方法中,即使属于同一社区的节点在超图中无连接,也无法被有效聚类。为解决上述碎片化问题,本文提出一种面向基序感知的社区检测的边增强方法(Edge enhancement for Motif-aware community detection, EdMot)。其核心思想如下:首先,基于基序构建超图,并将超图中规模最大的K个连通分量划分为若干模块;随后,通过构建边集增强每个模块内部的连通性,使其形成完全子图(clique);基于新构建的边集,对原始网络的连通结构进行重构,生成一个重布线后的网络。该过程充分挖掘了基于基序的高阶结构信息,同时有效缓解了超图碎片化带来的负面影响。最终,对重布线后的网络进行划分,从而获得融合高阶结构信息的社区划分结果。