CN106789588A - 标签传播方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例涉及数据分析和复杂网络领域，提供一种标签传播方法和装置，能够提高标签传播迭代结果的稳定性和准确性，该方法包括：计算社交网络中每个节点的权值；将每个节点的标签和所述权值传播给与该节点有边相连的接收节点；迭代执行根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签的步骤，直至预设标签传播结束条件满足为止。

Description

标签传播方法和装置
技术领域
本公开实施例涉及数据分析和复杂网络领域，具体地，涉及一种标签传播方法和装置。
背景技术
标签传播算法是在社交网络分析领域中被广泛采用的算法，经常被用来自动挖掘社交关系中的“团结构”(即圈子)。
现有的标签传播算法主要包括以下步骤：(1)在初始阶段，为社交网络中的每个节点赋予一个独一无二的标签L，该标签L即为节点的初始标签值，其通常为例如字符串类型的值；(2)然后，通过多轮迭代计算，通过社交关系(即社交网络中的边)将标签向其他邻居节点传播。其中，在一轮迭代运算过程中，某个节点将根据与其有边联系的其他节点的标签来决定自己此轮应该赋予哪个标签，基本原则是：将其邻居节点的标签中出现次数最多的那个标签赋予自己，如果邻居节点的标签数目一样多，无法找出最多个数的标签，则随机赋予一个标签。每个节点都根据这个原则重新确定本轮迭代中本节点应该获得的新标签，这样就完成了一轮标签赋值运算。(3)当进行了多轮迭代运算后，绝大多数节点的标签不再发生变化时，这就是最终计算结果。
现有标签传播算法的主要缺点是，每次迭代结果不稳定，准确率不高。
发明内容
本公开的发明人发现，现有标签传播算法造成迭代结果不稳定的主要因素是更新标签的原则太简单，这样会导致大部分节点都是随机选取标签来更新自身的标签，导致迭代结果准确率不高。
本公开实施例的目的是提供一种标签传播方法和装置，能够使迭代结果稳定且准确。
为了实现上述目的，本公开实施例提供一种标签传播方法，该方法包括：
计算社交网络中每个节点的权值；
将每个节点的标签和所述权值传播给与该节点有边相连的接收节点；
迭代执行根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签的步骤，直至预设标签传播结束条件满足为止。
可选地，所述根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述接收节点接收到的数量最多的标签只有一个时，为该接收节点赋予该数量最多的标签作为新的标签。
可选地，所述根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述接收节点接收到的数量最多的标签有至少两个时，计算各个所述数量最多的标签的来源节点的权值之和；
依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签。
可选地，所述依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述权值之和的最大值只有一个时，将该最大权值之和对应的标签赋予所述接收节点作为新的标签；
在所述权值之和的最大值有至少两个时，将该最大权值之和对应的标签中的其中一个标签赋予所述接收节点作为新的标签。
可选地，所述预设标签传播结束条件包括以下至少一者：
(1)迭代次数达到预设值；
(2)在单次迭代过程中，预设百分比的节点的标签没有发生变化。
本公开实施例还提供一种标签传播装置，该装置包括：
节点权值计算模块，用于计算社交网络中每个节点的权值；
传播模块，用于将每个节点的标签和所述权值传播给与该节点有边相连的接收节点；
标签赋予模块，用于迭代执行根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签的操作，直至预设标签传播结束条件满足为止。
可选地，所述标签赋予模块根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述接收节点接收到的数量最多的标签只有一个时，为该接收节点赋予该数量最多的标签作为新的标签。
可选地，所述标签赋予模块根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述接收节点接收到的数量最多的标签有至少两个时，计算各个所述数量最多的标签的来源节点的权值之和；
依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签。
可选地，所述标签赋予模块依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述权值之和的最大值只有一个时，将该最大权值之和对应的标签赋予所述接收节点作为新的标签；
在所述权值之和的最大值有至少两个时，将该最大权值之和对应的标签中的其中一个标签赋予所述接收节点作为新的标签。
可选地，所述预设标签传播结束条件包括以下至少一者：
(1)迭代次数达到预设值；
(2)在单次迭代过程中，预设百分比的节点的标签没有发生变化。
通过上述技术方案，由于在标签传播的过程中考虑了社交网络中每个节点的权值作为更新各个节点的标签的依据，因此能够提高迭代结果的稳定性和准确性。
本公开实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开实施例，但并不构成对本公开实施例的限制。在附图中：
图1是根据本公开一种实施例的标签传播方法的流程图。
图2是根据本公开又一实施例的标签传播方法的流程图。
图3是根据本公开实施例的标签传播方法与现有技术的性能比较示意图。
图4是根据本公开一种实施例的标签传播装置的示意框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开实施例，并不用于限制本公开实施例。
根据本公开的一种实施例，提供一种标签传播方法，如图1所示，该方法可以包括以下步骤S101至S103。
在步骤S101中，计算社交网络中每个节点的权值；
在步骤S102中，将每个节点的标签和所述权值传播给与该节点有边相连的接收节点。
其中，在标签传播算法的初始时刻，可以对每个节点的标签进行初始化，以保证初始时刻每个节点的标签是唯一的。
在步骤S103中，迭代执行根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签的步骤，直至预设标签传播结束条件满足为止。
通过上述技术方案，由于在标签传播的过程中考虑了社交网络中每个节点的权值作为更新各个节点的标签的依据，因此能够提高迭代结果的稳定性和准确性。
在一种可能的实施方式中，在步骤S101中，可以采用以下算法中的一者来计算社交网络中每个节点的权值：(1)K-shell算法；(2)网络节点中心性算法，例如介数中心性算法、凝聚中心性算法、特征值中心性算法等；(3)节点度算法；(4)随机行走算法，等等。
以下以K-shell算法为例来说明如何计算社交网络中每个节点的权值。首先，令k值为1，并计算社交网络中每个节点的当前度值；然后，删除社交网络中度值小于等于k的所有节点及其连边，此轮被删除的节点的权值标记为k；由于边的删除可能会导致部分节点的度值减小，所以此时需要再次计算社交网络中每个节点的度值，并在计算出的度值小于等于k时继续删除这些节点及其连边，如此迭代循环，直至社交网络中未被删除的节点的度值均大于k为止；然后令k值加1，并重复上述的步骤，直至社交网络中所有节点均被标记一个k值为止。
图2示出了根据本公开另一实施例的标签传播方法的流程图。该方法除了包括图1所示的步骤S101和S102之外，还可以包括步骤S201至S207。其中步骤S201至S206是图1所示的步骤S103的可能实施方式。
在步骤S201中，判断所述接收节点接收到的数量最多的标签是否只有一个，若是则转至步骤S202，若否则转至步骤S203。
在步骤S202中，在判断所述接收节点接收到的数量最多的标签只有一个时，为该接收节点赋予该数量最多的标签作为新的标签。例如，如果某一接收节点接收到三个标签A、B和C，其中标签A的数量为6个，标签B的数量为5个，标签C的数量为4个，则此时数量最多的标签只有一个A，因此该接收节点被赋予的新标签就是标签A。
在步骤S203中，在判断所述接收节点接收到的数量最多的标签有至少两个时，计算各个所述数量最多的标签的来源节点的权值之和。例如，如果某一接收节点接收到三个标签A、B和C，其中标签A的数量为2个，标签B的数量为2个，标签C的数量为1个，则此时数量最多的标签有两个也即A和B，因此此时需要计算标签A和标签B的来源节点的权值之和。
在步骤S204中，判断权值之和的最大值是否只有一个，若是则转至步骤S205，若否则转至步骤S206。
在步骤S205中，在所述权值之和的最大值只有一个时，将该最大权值之和对应的标签赋予所述接收节点作为新的标签。还是以上面数量最多的标签有两个也即A和B为例进行说明。假设标签A的来源节点有M和N，其节点权值分别为8和9，标签B的来源节点有X和Y，其节点权值分别为3和6，则来源节点M和N的节点权值之和为17，来源节点X和Y的节点权值之和为9，此时权值之和的最大值只有一个，也即17，因此将该最大权值之和对应的标签A赋予该接收节点作为其新标签。
在步骤S206中，在所述权值之和的最大值有至少两个时，将该最大权值之和对应的标签中的其中一个标签赋予所述接收节点作为新的标签。还是以上面数量最多的标签有两个也即A和B为例进行说明。假设标签A的来源节点有M和N，其节点权值分别为8和8，标签B的来源节点有X和Y，其节点权值分别为3和13，则来源节点M和N的节点权值之和为16，来源节点X和Y的节点权值之和也为16，此时权值之和的最大值16有两个，因此将该最大权值之和对应的标签中的其中一个标签赋予所述接收节点作为新的标签，也即可以将标签A或B赋予接收节点作为其新标签。
在步骤S207中，判断预设标签传播结束条件是否满足，如果没有满足，则转至步骤S102，如果满足则转至步骤S208。
在步骤S208中，将具有同一标签的节点划分到同一个分群中。
通过图2所示的方法，由于在标签传播的过程中考虑了社交网络中每个节点的权值作为更新各个节点的标签的依据，也即认为接收节点更倾向于与节点权值高的节点划分在同一分群内，因此能够提高迭代结果的稳定性和准确性。
在一种可能的实施方式中，所述预设标签传播结束条件可以包括以下至少一者：(1)迭代次数达到预设值；(2)在单次迭代过程中，预设百分比的节点的标签没有发生变化。例如，可以将预设标签传播结束条件设置成迭代次数达到预设值(例如30次)。再例如，还可以将预设标签传播结束条件设置成在某次迭代过程中，预设百分比(例如90％)的节点的标签没有发生变化。再例如，还可以将预设标签传播结束条件设置成迭代次数达到预设值以及单次迭代过程中预设百分比的节点的标签没有发生变化这两个条件都满足之后才结束迭代。
图3示出了根据本公开实施例的标签传播算法与根据现有技术的标签传播算法的迭代效率示意图，其中两者的计算复杂度均为O(M)。可见，对于同一个社交网络，根据本公开实施例的标签传播方法在迭代4次后95％的节点的标签不再改变，而根据现有技术的标签传播方法达到同样标准(也即95的节点的标签不再改变)需要迭代9次。
根据本公开的另一实施例，提供一种标签传播装置，如图4所示，该装置可以包括：
节点权值计算模块401，用于计算社交网络中每个节点的权值；
传播模块402，用于将每个节点的标签和所述权值传播给与该节点有边相连的接收节点；
标签赋予模块403，用于迭代执行根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签的操作，直至预设标签传播结束条件满足为止。
通过上述技术方案，由于在标签传播的过程中考虑了社交网络中每个节点的权值作为更新各个节点的标签的依据，因此能够提高迭代结果的稳定性和准确性。
在一种可能的实施方式中，所述标签赋予模块403根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：在所述接收节点接收到的数量最多的标签只有一个时，为该接收节点赋予该数量最多的标签作为新的标签。
在一种可能的实施方式中，所述标签赋予模块403根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：在所述接收节点接收到的数量最多的标签有至少两个时，计算各个所述数量最多的标签的来源节点的权值之和；依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签。
在一种可能的实施方式中，所述标签赋予模块403依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签，包括：在所述权值之和的最大值只有一个时，将该最大权值之和对应的标签赋予所述接收节点作为新的标签；以及在所述权值之和的最大值有至少两个时，将该最大权值之和对应的标签中的其中一个标签赋予所述接收节点作为新的标签。
在一种可能的实施方式中，所述预设标签传播结束条件包括以下至少一者：(1)迭代次数达到预设值；(2)在单次迭代过程中，预设百分比的节点的标签没有发生变化。
根据本公开实施例的标签传播装置中各个模块所执行的操作的具体实施方式已经在根据本公开实施例的标签传播方法中进行了详细描述，此处不再赘述。
以上结合附图详细描述了本公开实施例的优选实施方式，但是，本公开实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开实施例的技术构思范围内，可以对本公开实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开实施例的思想，其同样应当视为本公开实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种标签传播方法，其特征在于，该方法包括：
计算社交网络中每个节点的权值；
将每个节点的标签和所述权值传播给与该节点有边相连的接收节点；
迭代执行根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签的步骤，直至预设标签传播结束条件满足为止。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述接收节点接收到的数量最多的标签只有一个时，为该接收节点赋予该数量最多的标签作为新的标签。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述接收节点接收到的数量最多的标签有至少两个时，计算各个所述数量最多的标签的来源节点的权值之和；
依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述权值之和的最大值只有一个时，将该最大权值之和对应的标签赋予所述接收节点作为新的标签；
在所述权值之和的最大值有至少两个时，将该最大权值之和对应的标签中的其中一个标签赋予所述接收节点作为新的标签。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述预设标签传播结束条件包括以下至少一者：
(1)迭代次数达到预设值；
(2)在单次迭代过程中，预设百分比的节点的标签没有发生变化。
6.一种标签传播装置，其特征在于，该装置包括：
节点权值计算模块，用于计算社交网络中每个节点的权值；
传播模块，用于将每个节点的标签和所述权值传播给与该节点有边相连的接收节点；
标签赋予模块，用于迭代执行根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签的操作，直至预设标签传播结束条件满足为止。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述标签赋予模块根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述接收节点接收到的数量最多的标签只有一个时，为该接收节点赋予该数量最多的标签作为新的标签。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述标签赋予模块根据所述接收节点接收到的各个标签的数量以及标签来源节点的权值为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述接收节点接收到的数量最多的标签有至少两个时，计算各个所述数量最多的标签的来源节点的权值之和；
依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述标签赋予模块依据所述权值之和为所述接收节点赋予新的标签，包括：
在所述权值之和的最大值只有一个时，将该最大权值之和对应的标签赋予所述接收节点作为新的标签；
在所述权值之和的最大值有至少两个时，将该最大权值之和对应的标签中的其中一个标签赋予所述接收节点作为新的标签。
10.根据权利要求6至9中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述预设标签传播结束条件包括以下至少一者：
(1)迭代次数达到预设值；
(2)在单次迭代过程中，预设百分比的节点的标签没有发生变化。
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