论文不小心提交了了预约出租客运转非,有方法补救吗?

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图神经网络(GNNs)在图表示学习中得到了广泛的应用,实现了节点分类和连接预测等任务的最佳性能然而,大多数现有的GNNs都被设计为在固定(fix)和同质(homogeneous)的图上学习节点表示当在不确定的图或由各种类型的节点和边組成的异构(heterogeneous)图上学习表示时,这些限制尤其成问题本文提出了能够生成新的图结构的图变换网络(Graph Transformer Networks, GTNs),它涉及在原始图上识别未连接节點之间的有用连接同时以端到端方式学习新图上的有效节点表示。图变换层是GTNs的核心层学习边类型和复合关系的软选择,以产生有用嘚多跳连接即所谓的元路径。我们的实验表明GTNs基于数据和任务,在没有领域知识(domain knowledge)的情况下学习新的图结构并通过在新图上的卷積产生强大的节点表示。在没有域特定的图预处理的情况下GTNs在所有三个benchmark节点分类任务中实现了对比需要领域知识的预定义的元路径的现囿技术方法的最佳性能。

近年来图神经网络被广泛应用于图的分类,连接预测和节点分类中GNNs学到的表示法已被证明在各种图数据集中取得了最先进的表现,例如社交网络引文网络,大脑的功能结构推荐系统。GNNs利用底层图结构直接对图进行卷积将节点特征传递给邻域,或使用给定图的傅里叶基(即Laplacian算子的特征函数)在谱域中进行卷积

然而,大多数GNN的一个限制是它们假设在固定和同质图的情况下进荇GNNs操作由于上面讨论的图卷积是由固定的图结构来确定的,所以存在丢失/谬误连接的噪声图导致与图上的错误邻居的无效卷积此外,茬一些应用中构造用于操作GNN的图不是微不足道的。例如引用网络具有多种类型的节点(例作者、论文、会议)和由它们之间的关系(如作者-論文、论文-会议)定义的边,它被称为异构图普通的方法是忽略节点/边类型,并将其视为同质图(具有一种类型的节点和边的标准图)顯然,这不是最佳的方案因为模型不能利用类型信息。最近的方法采用的补救措施是手动设计与异质边缘连接的路径并将异构图转化為由meta-path定义的同构图。然后传统的GNN可以对变换的同构图进行运算。这是一种两阶段的方法每个问题都需要手工构建元路径。这些元路径嘚选择对下游分析的准确性有很大的影响

在此,我们开发了图变换网络(GTN)该网络学习将异构输入图转换为每个任务有用的元路径图,并以端到端方式学习图上的节点表示GTNs可以被看作是空间变换网络的图模拟,它明确地学习输入图像或特征的空间变换将异构图转换為元路径定义的新图结构的主要挑战是元路径可能具有任意长度和边类型。例如引用网络中的作者分类可能受益于元路径,即作者-论文-莋者(APA)或作者-论文-会议-作者(APCPA)此外,引用网络是有向图相对来说只有较少的图神经网络可以操作。为了应对这些挑战我们需要一个模型,该模型基于与异构图中软选择的边类型相连接的复合关系生成新的图结构并通过关于给定问题的学习图形结构上的卷积来学习节点表礻。

我们的贡献如下:(1)提出了一种新的图变换网络以学习一种新的图结构,该结构包括识别有用的元路径和多跳连接来学习图上的有效節点表示(2)图的生成是可解释的,模型能够为预测提供有效元路径的洞察力(3)我们证明了图变换网络学习的节点表示的有效性,从而获得叻最佳的性能而现有的方法在异构图的所有三种基准节点分类中都使用了领域知识。

我们的图变换网络的目标是生成新的图结构同时茬学习到的图上学习节点表示。与大多数假设图是给定的CNNs不同的是GTNS使用多个候选邻接矩阵寻找新的图结构,以执行更有效的图卷积并學习更强大的节点表示。学习新的图结构涉及识别有用的元路径它们是与异质边和多跳连接的路径。

  • Te分别表示节点的种类集合和边的种類集合
  • 异质图表示为邻接矩阵的集合 K=Te,它也可以写成张量

以前的工作需要手动定义元路径并在元路径图上执行图神经网络。相反我们的图转换网络(GTNs)学习给定数据和任务的元路径,并在所学习的元路径图上操作图卷积这使我们有机会找到更有用的元路径,并使用哆个元路径图生成几乎不同的图卷积图1中图转换(GT)层中的新的元路径图生成有两个部分。首先GT层从候选邻接矩阵A中柔和地选择两个图结構Q1和Q2。第二它通过两个关系的组成来学习新的图结构(即两个邻接矩阵的矩阵乘法,Q1Q2)

  • 选择matrices的两个卷积核是用softmax计算得出的(比如图中例子,┅个卷积核说取最前面的matrices一个卷积核说取最后面那个matrices),但实际上是带有权重分配的
  • 然后再将两个matrices组成新的图结构(即两个邻接矩阵的矩陣乘法,

用数学形式可以表示为:

    W??送去卷积层卷积得到的 αtl?(l)?是边的第


    在这一节中,我们评估了我们的方法相对于各种最新的节點分类模型的优势我们进行实验和分析,回答以下研究问题:Q1:GTN生成的新图结构对学习节点表示是否有效Q2:GTN能否根据数据集自适应地產生可变长度的元路径?Q3:如何从GTNs生成的邻接矩阵来解释每个元路径的重要性

    我们提出了一种在异构图上学习节点表示的图变换网络。該方法将异构图转化为由任意边类型和任意长度的元路径定义的多个新图同时通过对学习到的元路径图进行卷积学习节点表示。所学习嘚图结构使节点表示更加有效使得在异构图的所有三种基准节点分类任务上,在没有任何预定义的领域知识元路径的情况下获得了最先进的性能。由于我们的图转换层可以与现有的GNN相结合我们认为我们的框架为GNN提供了一种新的方法,使其能够自行优化图结构根据数據和任务操作卷积,而无需任何人工操作有趣的未来方向包括研究GT层与不同种类的GNNs而非GCNs组合的功效。此外由于最近出现了一些研究诸洳连接预测和图分类的其它网络分析任务研的几个异构图数据集,所以将GTNs应用于其它任务也是令人感兴趣的未来方向

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主题模型中的潜在狄利克雷分布 LDA 昰一种生成式概率模型它将文本集中单个文本建模为潜在主题的混合,每个主题都以其单词分布为特征由于将单词分配给主题依赖于初始值,因此 LDA 的结果在某种程度上是随机的此外,Gibbs Sampling 是基于条件分布的这会导致对相同文本进行重复运行时出现不同的结果。为了提高 LDA 結果的可靠性使用一个修正的 Jaccard 系数来衡量两次生成主题的相似度,并使用相似度对主题进行聚类作者提出一种对两次 LDA 产生的主题的层佽聚类结果进行剪枝的算法,引入一种衡量 LDA 模型稳定性的方法 S-CLOP(Similarity of multiple sets by Clustering with LOcal Pruning 局部剪枝聚类得到多个集合的相似度)实验表明,S-CLOP 可以用于评估 LDA 模型的穩定性也可以用于通过单词分布描述主题的其他主题模型。多次运行 LDA 并以最具代表性的结果(即该结果与其他结果的平均相似度最高)莋为 prototype可以提高主题模型结果的可靠性和再现性。

 的一个单词 v(v = 1, ..., V)的分配计数记为 所分配的词数可以汇总到向量:

每个主题的词计数矩陣为 。对于一个给定的参数集 {K, α, β}LDA 概率模型为:

LDA 将每个词分配给 K 个主题之一,K 为主题数α、β 为狄利克雷分布定义的文本中主题的分布囷主题中单词的分布的先验参数。较高的 α 值会使多个不同的主题混合、而较低的 α 值容易产生更少但更占主导地位的主题类似地,β 控制主题中词的混合程度文本  的主题分布和主题  的词分布估计通常使用 Collapsed Gibbs Sampler,在这个过程中词的初始分布是随机的,基于条件分布这导致在固定参数下多次运行 LDA 的结果不同。LDA 这种不稳定性导致建模结果的可靠性不足

现有几种方法可以提高 LDA 的可靠性(Agrawal et al. 2018、Maier et al. 2018、Koltcov et al. 2016),但它们都有缺点:建模的过程常常受到某种方式的影响导致 LDA 失去了灵活性;或是不能在整个空间中搜索可能的模型,导致结果不是最优的为了解決这些问题,作者提出的方法不影响建模只是重复地运行 LDA。

为了评估 LDA 的稳定性需要对主题进行相似性度量。作者定义了一个修正的 Jaccard 系數它的意义是,不是所有的词都被认为与每个主题相关Jaccard 系数的一般形式为:

其中 A, B 是单词的集合,在修正的 Jaccard 系数中将 A 和 B 限定为比给定閾值更频繁地分配给两个相应主题的单词。

运行 R 次 LDA 后一共生成 N = RK 个主题第 r 次运行每个主题的词计数矩阵为 ,主题

对于两个主题 (i, j) 的给定的阈徝下界 它们的词计数为:

修正后的Jaccard系数为:

对于所有单词,阈值向量  可以是一个相等的绝对下界 或者是一个相对下界 。修正的 Jaccard 系数  为兩个主题中出现次数超过阈值的词的交集与并集之比即使用与主题最相关的词来计算标准的 Jaccard 系数。

实例:使用相对下界 d = 500这会使每个主題大约有100个重要的单词。最后两列表示单词属于修改后的交集还是并集例如单词 election 不属于交集,因为它的计数低于主题的特定(相对)阈徝即应至少有9次分配给主题 。最后两列的总数之比得到两个主题的 作者更喜欢 Jaccard 系数而不是 Jensen-Shannon 散度,因为下界阈值 c 提供了灵活性并提高叻解释性。

S-CLOP:衡量多组对象的相似度

在 LDA 中对象是由词计数向量表示的主题,对象之间的两两距离由修改后的 Jaccard 系数计算

S-CLOP:首先融合所有原始的集合为一个整体集合,聚类后使用局部后剪枝然后检查簇中包含多少个原始集合的成员,计算每个集合中一个表征与最优解之间嘚差值

对于一组主题模型,对象是主题如果一个模型的一个主题与另一个模型的一个主题总是聚类在一起,可认为两个模型非常相似在同一数据集反复运行多次 LDA,相似性高意味着每次可以识别许多主题通常每次 LDA 使用50个主题,初始聚类使用具有完全相连的层次聚类(Hastie et al., 2009 )即使用对象之间的最大距离来识别簇。这与作者确定高度同质群体的目标是一致的

为了应用层次聚类,首先必须将主题相似度转换為距离考虑一组主题的聚类 g,在 R 次 LDA 后使用所有 R·K 个主题进行聚类向量  包含不同次 LDA 得到的主题数,定义偏差:

第一项  衡量 g 中每次运行恰恏一个主题的最佳情况下的偏差第二项决定簇中的成员数量,需要惩罚过大的簇这是因为最小化差异和的算法将更喜欢一个大簇而不昰一些小簇。

最小化聚类的所有簇 g∈G 上的差值之和 U(g)所有 N 个对象(主题)的层次聚类得到 k 个簇,对得到的树状图进行局部剪枝:

其中 G 是一組主题簇单个簇 g∈G 之间不相交。G* 表示树状图的最优的分割 为最小差值的和。树状图的根节点包含由第一次分割得到的左右两个不相交嘚节点迭代分割每个节点。

使用优化的聚类计算一组 LDA 运行结果的相似度归一化最优聚类的差值和到 [0, 1] 区间(1 最好,0 最差剪枝后有 R 个簇,每个簇包含一次 LDA 的所有主题)剪枝算法2将生成一组 N 个单主题簇 ,最高的差值和为:

计算多次 LDA 运行结果相似度的方法:S-CLOP(使用局部剪枝聚类得到的多个集合的相似度)对最优聚类 G* 有:

运行 4 次 LDA,即 R = 4聚类的主题总数为 N = R·K = 4·50 = 200。使用修正的 Jaccard 系数Jm、完全链接和剪枝算法对 4 次独立運行中的 N 个主题进行聚类(从10000 次运行中选出 4 次)将层次聚类与 200 个主题完全链接。主题被打上有意义的标签(单词或短语)这些标签是掱工获得的,基于每个主题中最重要的 20 个单词的排名因此,主题

ε是小正数 = 重要性给当前主题中经常出现的、但在所有其他主题中平均出现的次数较少的单词打了高分。

red)在右侧的树状图中,主题标签根据剪枝算法获得的簇进行着色每个主题标签都以其运行编号作為前缀。

从右侧的树状图中可以看出在确定的主题聚簇中,主题的标题通常非常相似这表明 4 次 LDA 运行容易产生类似的主题,这些主题由類似的单词分布表示此类稳定话题的例子有:黄色的 Trump vs Clinton Campaign,绿色的奥运奖牌然而,也存在明显的差异:左边的树状图中Run4 有几个主题的附菦没有其他主题。值得注意的是Run4 创造了如此多的单独主题,例如电子游戏、性别辩论、电视体育而且 Run4 会产生 6 个停用词主题,而其他 Run 只產生 4 到 6 个停用词主题

在右侧树状图中,颜色取决于聚簇成员的关系使用剪枝算法衡量这四个 LDA 的稳定性,生成 61 个聚簇稳定性为 0.83(归一囮因子 ,最小化的差值之和 S-CLOP = 1?25/150 = 0.83)。有 7 个主题分别来自前 3 个 Run 中的每个主题和 Run4中的4个主题。11 个簇包含 3 个主题其中包含 Run1 主题的 10 次,来自 Run2 和 Run3 嘚主题分别出现了 9 次只有 5 个簇包含来自 Run4 的主题,这说明 Run4 与其他 Run 有很大不同

基于剪枝算法确定一个 LDA run 作为一组中最具代表性的 prototype,该算法可鉯获得更高的 LDA 相似度原型 LDA 的结果具有更高的可靠性。稳定性度量 S-CLOP 量化了两个 LDA run 的两两相似度:

其中 K = 50 为每个模型的主题数G* 为剪枝算法识别嘚优化的主题簇。训练 100 个 LDA 模型从中选择平均相似度最高的模型作为原型这个过程重复 100 次,得到 100 个原型模型下图右边的曲线描述了 100 个原型的平均相似度的经验累积分布函数,最左边是 100×100 的原始 run 的100条曲线此外还从子样本中确定了 100 个原型,即从每组原始的 100 次运行中随机选择苐 10、20、30、40 或 50 次运行用于计算

原始的 100 个模型的 100 个簇的平均相似度的最小值为 0.796,最大值为 0.877重复拟合更多次可以提高相似度,建议至少 50 次鈳使最小值增加到 0.862,最大值增加到 0.895一般来说,选择取决于语料库的复杂性封装的主题或某些复杂的依赖结构使建模过程更倾向于更大嘚可能的匹配范围,因此平均相似度更小然而,如果计算能力有限从 10 个候选对象中获取原型模型也可以显著提高稳定性,其平均相似喥的最小、最大值分别为 0.842 和 0.880明显高于不进行重复运行的情况。

图1的树状图表明随机选择可能产生一个解释性很差的模型。实际上Run1 和 Run2 為 100 个原型中平均相似度最高的两个模型,这意味着它们位于图2中非常靠右的曲线的顶部它们在原型簇中的相似度为 0.902、0.898,原始簇为 0.877、0.871Run3 为 100 個原型模型中最差的模型,原型 / 原始簇的相似度为 0.872、0.863随机选取的 Run4 模型为最差模型之一,原始簇的相似度为 0.807由图2分析表明,随机选择会降低可靠性使用重复运行和原型的方法可以增加平均相似度,从而提高结果的可靠性

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  调查、采访/本刊记者 熊燕舞 潘国尧
  特约专家/张一兵 刘洪波
  撰稿/本刊记者 潘国尧 熊燕舞
  特约摄影/孙文剑 马美红
  编辑/本刊记者 潘国尧 李发鑫 陆静
  由於市场需求和宏观政策支持,我国目前汽车租赁发展迅速且形势良好,其中汽车短期租赁呈现由东南经济发达地区向西北欠发达地区、从大城市向中小城市扩展和普及的趋势,已初步形成由全国主要城市构成的网络化经营模式,几乎所有县级城市及经济发达地区的城镇都有汽车租赁經营活动单从发展态势上看,业内人士认为我国汽车租赁的春天已然来临。
  作出这个用心良苦的判断不是件容易的事,因为中国现有小型私家车与公务车合计5000多万辆,但是注册登记的租赁车辆不超过10万辆,汽车租赁年营业额不足20亿元人民币,租赁汽车的市场占有率不到千分之二而全球最大的汽车租赁公司赫兹(Hertz)在全球140个国家已拥有/3/view-.htm

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