[發(fā)明專利]一種基于圖結(jié)構(gòu)的多源遷移學(xué)習(xí)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010917529.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112085085A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉哲;何慧;方濱興;楊洪偉;白雅雯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06F16/901;G06N20/00
• 代理公司: 黑龍江立超同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 23217
• 代理人: 楊立超

一種基于圖結(jié)構(gòu)的多源遷移學(xué)習(xí)方法，屬于人工智能領(lǐng)域，為了解決單純利用圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)實(shí)體特征不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)目標(biāo)域節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的問(wèn)題。該方法通過(guò)構(gòu)建節(jié)點(diǎn)T?鄰域結(jié)構(gòu)，獲得T?鄰域結(jié)構(gòu)集合；并對(duì)T?鄰域結(jié)構(gòu)集合進(jìn)行去重，獲得子圖集B；通過(guò)學(xué)習(xí)子圖集B，獲得通用結(jié)構(gòu)；利用通用結(jié)構(gòu)分別獲得源域節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征和目標(biāo)域節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征；將節(jié)點(diǎn)實(shí)體特征和節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征相結(jié)合，分別獲得源域新特征和目標(biāo)域新特征，從而獲得目標(biāo)域節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽。本發(fā)明方法可以應(yīng)用于目標(biāo)任務(wù)相同的同構(gòu)遷移學(xué)習(xí)和異構(gòu)遷移學(xué)習(xí)，在具有圖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)中具有很好的預(yù)測(cè)效果，可以對(duì)一個(gè)新未知網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽信息預(yù)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工智能領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖結(jié)構(gòu)的多源遷移學(xué)習(xí)方法。

技術(shù)背景

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，社會(huì)步入信息化時(shí)代，網(wǎng)民不斷地增多，面向社交應(yīng)用的軟件也迅速增多。互聯(lián)網(wǎng)信息隨著時(shí)間而不斷變化著，數(shù)據(jù)也越來(lái)越多樣化。如果用節(jié)點(diǎn)表示實(shí)體，邊表示實(shí)體之間的關(guān)系，則數(shù)據(jù)可以形成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入挖掘，可以得到知識(shí)信息的快速響應(yīng)，使得我們的社會(huì)生活更加智能化。其實(shí)這種圖數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)應(yīng)用于我們的生活中，從一開(kāi)始的搜索引擎，例如Google搜索、百度搜索，以及現(xiàn)在的推薦系統(tǒng)、智能機(jī)器人、數(shù)據(jù)風(fēng)控等等，都是圖數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在工業(yè)界的體現(xiàn)。為更好的分析這些圖數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)分類問(wèn)題的研究是分析這些圖數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的重要問(wèn)題。對(duì)于一些新興業(yè)務(wù)或一些新產(chǎn)生的圖數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有較少的標(biāo)簽信息或者甚至無(wú)可用標(biāo)簽信息。若對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行手工標(biāo)注節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽將耗費(fèi)大量的人力資源，若僅利用已知的少量標(biāo)簽信息則無(wú)法訓(xùn)練出一個(gè)較好的分類器。而在現(xiàn)實(shí)生活中，大量豐富的標(biāo)簽信息存在于許多已知的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中。因此希望利用遷移學(xué)習(xí)，從已知標(biāo)簽信息源域中學(xué)習(xí)到有用的知識(shí)來(lái)幫助目標(biāo)域更好的預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽。

目前，遷移學(xué)習(xí)主要是側(cè)重于基于特征的遷移，尤其是對(duì)于這種具有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)來(lái)講，并沒(méi)有一種明顯的映射關(guān)系，指出從源域中可進(jìn)行遷移的知識(shí)，這是跨網(wǎng)絡(luò)遷移學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)分類任務(wù)的一個(gè)難點(diǎn)。而節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中節(jié)點(diǎn)分類問(wèn)題可以提供很好的幫助，現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)并沒(méi)有人提出多源遷移學(xué)習(xí)算法，沒(méi)有將節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征和實(shí)體特征相結(jié)合來(lái)幫助對(duì)目標(biāo)域數(shù)據(jù)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：

鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，提出了一種多源遷移學(xué)習(xí)方法，通過(guò)將節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征和實(shí)體特征相結(jié)合，共同幫助對(duì)目標(biāo)域數(shù)據(jù)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽預(yù)測(cè)，用以解決單純利用節(jié)點(diǎn)實(shí)體特征不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)目標(biāo)域節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽的問(wèn)題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于圖結(jié)構(gòu)的多源遷移學(xué)習(xí)方法，所述方法包括，步驟一、獲取多個(gè)源域數(shù)據(jù)集和一個(gè)目標(biāo)域數(shù)據(jù)集，其中，所述源域數(shù)據(jù)集包括源域圖結(jié)構(gòu)、源域數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)實(shí)體特征和源域標(biāo)簽；所述目標(biāo)域數(shù)據(jù)集包括目標(biāo)域圖結(jié)構(gòu)和目標(biāo)域數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)實(shí)體特征；

步驟二、根據(jù)源域標(biāo)簽對(duì)源域圖結(jié)構(gòu)構(gòu)建節(jié)點(diǎn)T-鄰域結(jié)構(gòu)，獲得T-鄰域結(jié)構(gòu)集合C1；其中，所述T-鄰域結(jié)構(gòu)的定義為，對(duì)于圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中節(jié)點(diǎn)T-鄰域結(jié)構(gòu)為從所述節(jié)點(diǎn)出發(fā)且深度為T所遍歷到的所有節(jié)點(diǎn)形成的子圖結(jié)構(gòu)，所述子圖結(jié)構(gòu)包含深度T內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽信息。

步驟三、對(duì)所述T-鄰域結(jié)構(gòu)集合C1進(jìn)行去重，獲得子圖集B；

步驟四、學(xué)習(xí)子圖集B，獲得通用結(jié)構(gòu)；其中，所述通用結(jié)構(gòu)與具有相同標(biāo)簽的圖結(jié)構(gòu)相似度高，與具有不同標(biāo)簽的圖結(jié)構(gòu)相似度低；

步驟五、利用所述通用結(jié)構(gòu)和所述T-鄰域結(jié)構(gòu)集合C1獲得源域節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征；

步驟六、將所述源域節(jié)點(diǎn)實(shí)體特征和所述源域節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征相結(jié)合，獲得源域新特征；

步驟七、根據(jù)源域數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)實(shí)體特征和目標(biāo)域數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)實(shí)體特征對(duì)目標(biāo)域標(biāo)簽進(jìn)行初步預(yù)測(cè)，獲得目標(biāo)域初步預(yù)測(cè)標(biāo)簽；