[發(fā)明專利]一種基于NMF的復雜網(wǎng)絡社團間重要節(jié)點挖掘方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011165087.X
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112307082A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 張妍
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西大步實業(yè)有限公司
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06Q50/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 吳林

1.一種基于NMF的復雜網(wǎng)絡社團間重要節(jié)點挖掘方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用非負矩陣分解模型NMF獲得復雜網(wǎng)絡的社團歸屬矩陣H；

S2、利用社團歸屬矩陣H尋找社團間的重要節(jié)點

S21、獲得社團內(nèi)節(jié)點與外部社團的聯(lián)系程度H-community；

S22、獲得社團間節(jié)點的社團外分布權(quán)重H-ratio；

S23、獲得社團間節(jié)點在本社團內(nèi)部的權(quán)重w_i(j)；

S24、社團間節(jié)點的綜合評價

結(jié)合H-ratio、H-community和w_i(j)，獲得評價節(jié)點社團間重要性的指標H-node-com為：

H-node-com＝H-ratio*H-community*w_i(j)；

S25、利用評價節(jié)點社團間重要性的指標H-node-com對節(jié)點進行降序排列，從前至后獲得社團間的重要節(jié)點。

2.如權(quán)利要求1所述的基于NMF的復雜網(wǎng)絡社團間重要節(jié)點挖掘方法，其特征在于，所述步驟S1中獲得社團歸屬矩陣的具體方法如下：

對于包含n個節(jié)點復雜網(wǎng)絡，利用鄰接矩陣進行描述，記作G_n×n：鄰接矩陣的行和列表示網(wǎng)絡的節(jié)點，鄰接矩陣G_n×n中的元素表示網(wǎng)絡中兩個節(jié)點之間的邊，當節(jié)點i，j之間存在一條邊，則G_ij＝1，否則，G_ij＝0；

當復雜網(wǎng)絡共劃分為k個社團，則kn(n-1)/2，矩陣H_n×k用來表示節(jié)點的社團歸屬，其中n為行代表節(jié)點，k為列代表社團，則H_n×k中，元素h_ij表示節(jié)點i歸屬第j(j＝1…k)個社團的程度，顯然，h_ij越大，說明節(jié)點i歸屬社團j的分量越重，反之，說明節(jié)點i歸屬社團j的分量越小；

構(gòu)建非負矩陣分解模型NMF獲得矩陣H_n×k如下：

min||G-HSH^T||²，1≥H0,S0，S為社團關(guān)系指示矩陣，表示社團之間的關(guān)系；

利用迭代公式：

當誤差小于0.00001時，停止，此時的H即為社團的歸屬矩陣。

3.如權(quán)利要求1所述的基于NMF的復雜網(wǎng)絡社團間重要節(jié)點挖掘方法，其特征在于，所述步驟S21中社團內(nèi)節(jié)點與外部社團的聯(lián)系程度H-community的計算方法為：

定義：H-community(i)：描述節(jié)點i與外部社團即節(jié)點所屬社團之外的社團聯(lián)系的程度；

其中find(H(i,:)≠0)表示H中，第i個節(jié)點歸屬不同社團的情況，顯然，若H矩陣中，共計有k個元素，第i行元素中當只有一個元素不等于0時，表示該節(jié)點只屬于一個社團，與其他社團沒有鏈接；當不等于0的元素越多，表示該節(jié)點與多個社團有鏈接關(guān)系；當k個元素都不等于0時，表示該節(jié)點與所有社團都有鏈接關(guān)系；

因此，0H-community(i)≤1時，表示第i個節(jié)點與多個社團有鏈接關(guān)系。

4.如權(quán)利要求1所述的基于NMF的復雜網(wǎng)絡社團間重要節(jié)點挖掘方法，其特征在于，所述步驟S22社團間節(jié)點的社團外分布權(quán)重H-ratio的計算方法為：

找到社團間節(jié)點后，該節(jié)點與外部社團之間聯(lián)系的緊密程度定義為H-ratio，如下式：

其中，max(H(i,:))表示節(jié)點i歸屬自己社團的權(quán)重，H-ratio的取值在[0，1)之間，值越大，說明節(jié)點i與外部社團的聯(lián)系越緊密；反之，說明節(jié)點i與外部社團的聯(lián)系越少，鏈接關(guān)系越集中在社團內(nèi)部，說明社團間節(jié)點在自身社團中的重要性。