論文の概要: Sublinear-Time Clustering Oracle for Signed Graphs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.13813v1
- Date: Tue, 28 Jun 2022 08:05:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-06-29 14:30:26.621858
- Title: Sublinear-Time Clustering Oracle for Signed Graphs
- Title(参考訳): 署名付きグラフのためのサブ線形時間クラスタリングOracle
- Authors: Stefan Neumann, Pan Peng
- Abstract要約: 署名付きグラフに対して,コミュニティ構造を明確にした局所クラスタリングオラクルを提供する。
我々は,このようなオラクルの構築と,合成および実世界のデータセット上での会員クエリ応答のアルゴリズムを評価した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 13.312908995596306
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Social networks are often modeled using signed graphs, where vertices
correspond to users and edges have a sign that indicates whether an interaction
between users was positive or negative. The arising signed graphs typically
contain a clear community structure in the sense that the graph can be
partitioned into a small number of polarized communities, each defining a
sparse cut and indivisible into smaller polarized sub-communities. We provide a
local clustering oracle for signed graphs with such a clear community
structure, that can answer membership queries, i.e., "Given a vertex $v$, which
community does $v$ belong to?", in sublinear time by reading only a small
portion of the graph. Formally, when the graph has bounded maximum degree and
the number of communities is at most $O(\log n)$, then with
$\tilde{O}(\sqrt{n}\operatorname{poly}(1/\varepsilon))$ preprocessing time, our
oracle can answer each membership query in
$\tilde{O}(\sqrt{n}\operatorname{poly}(1/\varepsilon))$ time, and it correctly
classifies a $(1-\varepsilon)$-fraction of vertices w.r.t. a set of hidden
planted ground-truth communities. Our oracle is desirable in applications where
the clustering information is needed for only a small number of vertices.
Previously, such local clustering oracles were only known for unsigned graphs;
our generalization to signed graphs requires a number of new ideas and gives a
novel spectral analysis of the behavior of random walks with signs. We evaluate
our algorithm for constructing such an oracle and answering membership queries
on both synthetic and real-world datasets, validating its performance in
practice.
- Abstract(参考訳): ソーシャルネットワークはしばしば署名付きグラフを使用してモデル化され、頂点はユーザに対応し、エッジはユーザ間のインタラクションが肯定的か否定的かを示すサインを持っている。
符号付きグラフは、典型的には、グラフを少数の分極されたコミュニティに分割できるという意味で明確なコミュニティ構造を含み、それぞれがスパースカットを定義し、より小さな分極されたサブコミュニティに分割できる。
このような明確なコミュニティ構造を持つ符号付きグラフに対して局所的なクラスタリングのオラクルを提供し、そのグラフのごく一部だけを読み取ることで、サブ線形時間で、"vertex $v$, which community do $v$ belong?" というようなメンバシップクエリに答えることができる。
正式には、グラフが最大値が有界であり、コミュニティ数が最大で$o(\log n)$であるとき、$\tilde{o}(\sqrt{n}\operatorname{poly}(1/\varepsilon))$ 前処理時間で、オラクルは各メンバシップクエリに$\tilde{o}(\sqrt{n}\operatorname{poly}(1/\varepsilon)$ timeで答えることができ、$(1-\varepsilon)$-fraction of vertices w.r.t. a hidden planted ground-truth communities を正しく分類する。
私たちのオラクルは、少数の頂点に対してのみクラスタリング情報を必要とするアプリケーションで望ましいです。
これまでは、このような局所的なクラスタリングオラクルは、符号付きグラフでしか知られていなかった; 符号付きグラフへの我々の一般化には、多くの新しいアイデアが必要であり、符号付きランダムウォークの振る舞いの新しいスペクトル分析を与える。
このようなoracleを構築し、合成データと実世界のデータセットの両方でメンバシップクエリに応答するアルゴリズムを評価し、実際のパフォーマンスを検証する。
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