[發(fā)明專利]基于深度非負(fù)矩陣分解的鏈路預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810965340.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN110858311B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡菲;牟曉慧;陳杰;張?chǎng)?/a>;李魯鋒;姚國標(biāo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.基于深度非負(fù)矩陣分解的鏈路預(yù)測(cè)方法，其特征是，包括：

步驟(1)：根據(jù)待預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的鏈接關(guān)系，給出網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣；

步驟(2)：包括：預(yù)訓(xùn)練階段和微調(diào)階段；

預(yù)訓(xùn)練階段：對(duì)網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣進(jìn)行非負(fù)矩陣分解得到基矩陣和系數(shù)矩陣，然后再對(duì)系數(shù)矩陣進(jìn)行若干次非負(fù)矩陣分解，從而將網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣分解成若干個(gè)基矩陣與一個(gè)系數(shù)矩陣相乘的形式；

微調(diào)階段：基于網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣、若干個(gè)基矩陣和一個(gè)系數(shù)矩陣建立損失函數(shù)，判斷損失函數(shù)值是否小于容差，如果是，則進(jìn)入步驟(3)；如果否，則對(duì)基矩陣和系數(shù)矩陣進(jìn)行微調(diào)；重新判斷損失函數(shù)值是否小于容差；

步驟(3)：根據(jù)微調(diào)后的基矩陣和微調(diào)后的系數(shù)矩陣，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)相似矩陣；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)相似矩陣實(shí)現(xiàn)鏈路預(yù)測(cè)；

所述步驟(2)的預(yù)訓(xùn)練階段步驟為：

步驟(201)：對(duì)網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣A進(jìn)行非負(fù)矩陣分解得到基矩陣和系數(shù)矩陣：

A≈W₁H₁；

其中，表示不小于的最小整數(shù)；R表示實(shí)數(shù)域；A表示網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣；W₁表示第一層分解的基矩陣；H₁表示第一層分解的系數(shù)矩陣；N表示網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣行數(shù)或列數(shù)；k₁表示第一層隱特征的數(shù)量；

步驟(202)：對(duì)系數(shù)矩陣H₁進(jìn)行非負(fù)矩陣分解：

H₁≈W₂H₂；

其中，W₂表示第二層分解的基矩陣；H₂表示第二層分解的系數(shù)矩陣；k₂表示第二層隱特征的數(shù)量；

步驟(203)：對(duì)系數(shù)矩陣H₂進(jìn)行分解：

H₂≈W₃H₃；

其中，W₃表示第三層分解的基矩陣；H₃表示第三層分解的系數(shù)矩陣；k₃表示第三層隱特征的數(shù)量；

步驟(204)：以此類推，經(jīng)過第m次分解后，將網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣分解成若干個(gè)基矩陣與一個(gè)系數(shù)矩陣相乘的形式：

A≈W₁W₂W₃...W_mH_m；

其中，W₁、W₂、W₃...W_m、H_m均為非負(fù)矩陣，

W_m表示第m層分解的基矩陣；H_m表示第m層分解的系數(shù)矩陣。

2.如權(quán)利要求1所述的基于深度非負(fù)矩陣分解的鏈路預(yù)測(cè)方法，其特征是，

所述步驟(1)中，待預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，包括：若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間設(shè)有連邊；A代表待預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣A中元素的取值：如果節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間有連邊，則A_ij＝A_ji＝1，如果節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間沒有連邊，則A_ij＝A_ji＝0。

3.如權(quán)利要求1所述的基于深度非負(fù)矩陣分解的鏈路預(yù)測(cè)方法，其特征是，

基于網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣、若干個(gè)基矩陣和一個(gè)系數(shù)矩陣建立深度非負(fù)矩陣分解的損失函數(shù)：

其中，C_{Deep_NMF}表示深度非負(fù)矩陣分解的損失函數(shù)；W_m-1表示第m-1個(gè)基矩陣；Tr表示矩陣的跡；A^T表示網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣A的轉(zhuǎn)置；表示矩陣H_m的轉(zhuǎn)置；W₁^T表示矩陣W₁的轉(zhuǎn)置；W₂^T表示矩陣W₂的轉(zhuǎn)置；W₃^T表示矩陣W₃的轉(zhuǎn)置；W_m-1^T表示矩陣W_m-1的轉(zhuǎn)置；W_m^T表示矩陣W_m的轉(zhuǎn)置。