Deepwalk

random wlak:就是在网络上不断重复地随机选择游走路径,最终形成一条贯穿网络的路径。从某个特定的端点开始,游走的每一步都从与当前节点相连的边中随机选择一条,沿着选定的边移动到下一个顶点,不断重复这个过程。截断随机游走(truncated random walk)实际上就是长度固定的随机游走,如下图中的绿色路径即为一条random walk

random walk

random wlak的两个优点:

  1. Parallelize: Several random walkers can simultaneously explore different parts of the same graph.
  2. Adaptable: Accommodate small changes in the graph structure without the need for global recomputation.

顶点出现在short random walk中的频率分布和word出现在句子中的频率分布有着类似的幂律分布,因此将nlp中的模型重用于社交网络图。

幂律分布

于是我们可以做如下类比

将单词对应成网络中的节点vi ,句子序列对应成网络的随机游走(v0, v1, …, vi),那么对于一个随机游走 ,要优化的目标就是Pr,也就是当知道(v0, v1, …, vi-1)游走路径后,游走的下一个节点是vi的概率是多少;

但是顶点本身是不可计算的,所以引入映射函数,将顶点映射成向量(这其实就是我们要求的),转化成向量后就可以对顶点vi进行计算了,这个参数就是我们要学习的 Graph Embedding

此时优化函数就为

然后借用词向量中的模型来计算这个概率即(理解:在一个随机游走中,当给定一个顶点vi时,出现在它的w窗口范围内顶点的概率)


往下直接用skip-gram模型来训练:输入是一个V维的向量,其中只有一个是1,其余都是0(one-hot encoder), 所以隐藏层输出只需要copy 参数矩阵W的第k行即可,最大的问题在于从隐藏层到输出的softmax层的计算量很大(分母要把所有单词加起来),因此用 Hierarchical Softmax

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