[發(fā)明專利]用于對(duì)比網(wǎng)絡(luò)分析和可視化的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011557378.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN113176917A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藤原孝紀(jì);趙健;弗朗辛·陳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 富士膠片商業(yè)創(chuàng)新有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/451
• 分類號(hào): G06F9/451;G06F17/16;G06N20/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

用于對(duì)比網(wǎng)絡(luò)分析和可視化的系統(tǒng)和方法。一種用于使用機(jī)器學(xué)習(xí)相對(duì)于數(shù)據(jù)的背景網(wǎng)絡(luò)來分析目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的方法和系統(tǒng)。該方法可以包括以下步驟：從表示目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣中提取第一特征矩陣；從表示背景網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣中提取第二特征矩陣；使用對(duì)比學(xué)習(xí)算法，基于第一特征矩陣和第二特征矩陣生成投影矩陣；基于投影矩陣和第一特征矩陣，生成目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的第一對(duì)比矩陣表示；基于投影矩陣和第二特征矩陣，生成背景網(wǎng)絡(luò)的第二對(duì)比矩陣表示；以及基于第一對(duì)比矩陣和第二對(duì)比矩陣，顯示對(duì)于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于背景網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)有特征的可視化。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及數(shù)據(jù)分析，并且更具體地，涉及自動(dòng)地比較和對(duì)比網(wǎng)絡(luò)以識(shí)別數(shù)據(jù)中的模式(pattern)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

在相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(data network)被定義為通過鏈接或數(shù)據(jù)連接成對(duì)地結(jié)合在一起的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的集合，其可以用于對(duì)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的各種類型的關(guān)系進(jìn)行建模。通過分析整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)技術(shù)可能能夠揭示在各個(gè)關(guān)系中可能不明顯的各種重要因素。

在相關(guān)技術(shù)中描述了幾種用于網(wǎng)絡(luò)比較的方法。例如，當(dāng)兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)具有相同的節(jié)點(diǎn)集并且節(jié)點(diǎn)之間的成對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系是已知的時(shí)，一些相關(guān)技術(shù)可以計(jì)算兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的相似度(similarity)(例如，兩個(gè)鄰接矩陣(adjacency matrix)之間的歐幾里得距離)。另外，當(dāng)不知道節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系或不存在這種對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，在相關(guān)技術(shù)中可以使用基于網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)(network-statistics based)的方法(例如，聚類系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)直徑或節(jié)點(diǎn)度分布)。另一相關(guān)技術(shù)涉及使用小圖(graphlet)(例如，在三個(gè)節(jié)點(diǎn)的完整圖中的小的、連接的和非同構(gòu)的子圖模式)。在相關(guān)技術(shù)方法中，可以通過比較每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)小圖的出現(xiàn)頻率來獲得網(wǎng)絡(luò)之間的相似度。

然而，盡管這些相關(guān)技術(shù)方法可以提供不同網(wǎng)絡(luò)之間的相似度，但是相關(guān)技術(shù)中的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)比較僅基于一個(gè)所選度量(measure)(例如，節(jié)點(diǎn)度)。結(jié)果，相關(guān)技術(shù)的度量沒有通過其他度量提供網(wǎng)絡(luò)的充分比較。此外，這些相關(guān)技術(shù)方法可能僅提供網(wǎng)絡(luò)級(jí)別的相似度，而不能在更詳細(xì)的級(jí)別(例如，在節(jié)點(diǎn)級(jí)別)比較網(wǎng)絡(luò)。沒有詳細(xì)級(jí)別的比較，這些相關(guān)技術(shù)的用戶可能無法確定網(wǎng)絡(luò)的哪些部分與網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)特性(uniqueness)有關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的各個(gè)方面可以包括一種使用機(jī)器學(xué)習(xí)相對(duì)于背景網(wǎng)絡(luò)來分析目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的方法。該方法可以包括以下步驟：從表示目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣中提取第一特征矩陣；從表示背景網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣中提取第二特征矩陣；使用對(duì)比學(xué)習(xí)算法，基于第一特征矩陣和第二特征矩陣生成投影矩陣；基于投影矩陣和第一特征矩陣，生成目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的第一對(duì)比矩陣表示；基于投影矩陣和第二特征矩陣，生成背景網(wǎng)絡(luò)的第二對(duì)比矩陣表示；以及基于第一對(duì)比矩陣和第二對(duì)比矩陣，顯示對(duì)于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于背景網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)有特征的可視化。

本申請(qǐng)的另外的方面可以包括一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)被編碼有用于使計(jì)算裝置執(zhí)行使用機(jī)器學(xué)習(xí)相對(duì)于背景網(wǎng)絡(luò)來分析目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的方法的指令。該方法可以包括以下步驟：從表示目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣中提取第一特征矩陣；從表示背景網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣中提取第二特征矩陣；使用對(duì)比學(xué)習(xí)算法，基于第一特征矩陣和第二特征矩陣生成投影矩陣；基于投影矩陣和第一特征矩陣，生成目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的第一對(duì)比矩陣表示；基于投影矩陣和第二特征矩陣，生成背景網(wǎng)絡(luò)的第二對(duì)比矩陣表示；以及基于第一對(duì)比矩陣和第二對(duì)比矩陣，顯示對(duì)于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于背景網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)有特征的可視化。

本申請(qǐng)的附加方面可以包括一種計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置包括存儲(chǔ)裝置和處理器。所述存儲(chǔ)裝置可以存儲(chǔ)與目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和背景網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。所述處理器被編碼為執(zhí)行一種自動(dòng)地使用機(jī)器學(xué)習(xí)相對(duì)于數(shù)據(jù)的所述背景網(wǎng)絡(luò)來分析所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的方法。該方法可以包括以下步驟：從表示目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣中提取第一特征矩陣；從表示背景網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣中提取第二特征矩陣；使用對(duì)比學(xué)習(xí)算法，基于第一特征矩陣和第二特征矩陣生成投影矩陣；基于投影矩陣和第一特征矩陣，生成目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的第一對(duì)比矩陣表示；基于投影矩陣和第二特征矩陣，生成背景網(wǎng)絡(luò)的第二對(duì)比矩陣表示；以及基于第一對(duì)比矩陣和第二對(duì)比矩陣，顯示對(duì)于目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于背景網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)有特征的可視化。