網路表示學習 Deepwalk

2021-09-11 20:18:33 字數 2637 閱讀 7496

題目:deepwalk: online learning of social representations

原始碼:

short random walks = sentenceword2vec在訓練詞向量時,以文字語料作為輸入資料;網路表示學習以複雜資訊網路作為資料輸入。在訓練過程中詞語出現的頻次與根據原始網路結構進行隨機遊走時頂點被訪問到的次數兩者均服從冪律分布

deepwalk方法很簡單,就是以某一特定點為起始點,做隨機遊走得到點的序列,然後得到的序列視其為句子,用word2vec來學習,得到該點的表示向量。

模擬word2vec

deepwalk

輸入資料

語料庫短的隨機遊走序列集合

輸入資料

詞彙表節點集合

詞語出現的頻次服從冪律分布

隨機遊走時頂點被訪問到的次數服從冪律分布

不考慮視窗中上下文節點到中心節點的距離的影響,

只關心與中心節點是否同時出現。

對於每個節點產生 y個遊走(相當於 γ

\gamma

γ 個epoch);每一輪遊走中所有節點都進行一次隨機遊走。對於每個節點 v

iv_i

vi​, 產生長度為 t

tt 的隨機遊走 wvi

w_wv

i​​來更新表示。使用skipgram演算法更新。

計算 p(v

3∣φ(

v1))

p(v_3 | \phi(v_1))

p(v3​∣

φ(v1

​)) 複雜度為 o(∣

v∣)o(|v|)

o(∣v∣)

,太耗時。考慮將圖節點作為二叉樹的葉子節點,最大化 p(v

3∣φ(

v1))

p(v_3 | \phi(v_1))

p(v3​∣

φ(v1

​)) 等價於最大化從根節點到節點 v

3v_3

v3​ 的路徑的概率。如上圖中從根節點到 v

3v_3

v3​ 節點的路徑為 b1,

b2,b

5b1,b2,b5

b1,b2,

b5,將這些節點對應的概率乘積算出

p (v

3∣φ(

vi))

=1(1

+e−φ

(v1)

∗ψ(b

1))(

1+eφ

(v1)

∗ψ(b

2))(

1+e−

φ(v1

)∗ψ(

b5))

p(v_3|\phi(v_i)) = \frac) (1+ e^) (1+ e^)}

p(v3​∣

φ(vi

​))=

(1+e

−φ(v

1​)∗

ψ(b1

))(1

+eφ(

v1​)

∗ψ(b

2))(

1+e−

φ(v1

​)∗ψ

(b5)

)1​假設從左邊是正例,從右邊是負例;ψ(b

1)\psi(b1)

ψ(b1

) 是b1b1

b1的隱含表示;原式複雜度降為 o(l

og∣v

∣)o(log|v|)

o(log∣v∣)

為什麼計算 p(v

3∣φ(

v1))

p(v_3 | \phi(v_1))

p(v3​∣

φ(v1

​)) 複雜度為 o(∣

v∣)o(|v|)

o(∣v∣)

​ 計算p(v

3∣φ(

v1))

p(v_3 | \phi(v_1))

p(v3​∣

φ(v1

​))使用多項邏輯斯蒂回歸需要所有節點參與複雜度為o(|v|)

學習引數 步驟

隨機初始化表示

對於二叉樹每個非葉子結點計算loss函式

使用隨機梯度下降法同時更新二分類器的權重和節點表示

作者的**實現中只對圖進行隨機遊走生成語料庫,作為輸入給word2vec

演算法由兩部分組成:(1)隨機遊走生成器(2)更新步驟

外迴圈:對於每個節點產生 y個遊走

內迴圈:對於每個節點 v

iv_i

vi​, 產生長度為 t

tt 的隨機遊走 wvi

w_wv

i​​來更新表示。使用skipgram演算法更新。

t

tt 為每次隨機遊走的長度,這樣後續構造出來的所有序列都是等長的。

γ

\gamma

γ 為每個點作為隨機遊走序列起點的次數

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