Technology of Network & Communication
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2124-2131

Link prediction combing nonnegative matrix factorization and directed structure

Link prediction combing nonnegative matrix factorization and directed structure
Chen Guangfu1,2
Guo Lei1,2
Lian Yanping1
1. College of Mathematics & Computer Science, Wuyi University, Wuyishan Fujian 354399, China
2. Fujian Key Laboratory of Big Data Application & Intellectualization for Tea Industry, Wuyishan Fujian 354399, China

摘要

The existing link prediction methods for directed networks only consider single-type network structures but ignore some key network structures, which leads to the decrease of prediction accuracy. To solve this problem, this paper proposed a link prediction framework which combined multi-type directed network structure and non-negative matrix factorization to preserve local and global structure information. Firstly, it mapped the adjacency matrix of directed network to the low-dimensional latent space to preserve the directional link of the original network. Secondly, it fused four key directed structural similarities including DCN, DAA, DRA and potential theory(BF) by 2-norm and normalised Laplacian to maintain information on the structure of multi-type networks. Then, it proposed four link prediction models NMF-DNS-DCN, NMF-DNS-DAA, NMF-DNS-DRA and NMF-DNS-BF respectively. Finally, this paper enabled multiplicative update rules to learn the parameters of the four models and proved the convergence of the proposed algorithms. Compared with the existing representative methods on 8 real-world directed networks, the AUC, recall and F1 of the proposed model is increased by 5.3%, 7.8% and 6%, respectively.

基金项目

福建省自然科学基金资助项目(2021J011146,2021J011144)
武夷学院引进人才科研启动基金资助项目(YJ202017)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2021.12.0656
出版期卷: 《计算机应用研究》 Printed Article, 2022年第39卷 第7期
所属栏目: Technology of Network & Communication
出版页码: 2124-2131
文章编号: 1001-3695(2022)07-033-2124-08

发布历史

[2022-02-18] Accepted Paper
[2022-07-05] Printed Article

引用本文

陈广福, 郭磊, 连雁平. 融合有向结构和非负矩阵分解的链路预测 [J]. 计算机应用研究, 2022, 39 (7): 2124-2131. (Chen Guangfu, Guo Lei, Lian Yanping. Link prediction combing nonnegative matrix factorization and directed structure [J]. Application Research of Computers, 2022, 39 (7): 2124-2131. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

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