The increasing prevalence of network data in a vast variety of fields and the need to extract useful information out of them have spurred fast developments in related models and algorithms. Among the various learning tasks with network data, community detection, the discovery of node clusters or "communities," has arguably received the most attention in the scientific community. In many real-world applications, the network data often come with additional information in the form of node or edge covariates that should ideally be leveraged for inference. In this paper, we add to a limited literature on community detection for networks with covariates by proposing a Bayesian stochastic block model with a covariate-dependent random partition prior. Under our prior, the covariates are explicitly expressed in specifying the prior distribution on the cluster membership. Our model has the flexibility of modeling uncertainties of all the parameter estimates including the community membership. Importantly, and unlike the majority of existing methods, our model has the ability to learn the number of the communities via posterior inference without having to assume it to be known. Our model can be applied to community detection in both dense and sparse networks, with both categorical and continuous covariates, and our MCMC algorithm is very efficient with good mixing properties. We demonstrate the superior performance of our model over existing models in a comprehensive simulation study and an application to two real datasets.


翻译:随着各领域中网络数据的日益普及以及从中提取有用信息的需求,相关模型与算法得到了快速发展。在网络数据的各类学习任务中,社区检测(即发现节点聚类或“社区”)无疑是科学界关注度最高的领域。在许多实际应用中,网络数据通常附带节点或边协变量形式的附加信息,理想情况下应利用这些信息进行推断。本文通过提出一种带有协变量依赖随机划分先验的贝叶斯随机块模型,对协变量网络中社区检测这一有限文献进行了补充。在该先验下,协变量被显式地用于指定聚类归属的先验分布。我们的模型能够灵活地对所有参数估计(包括社区归属)的不确定性进行建模。重要的是,与大多数现有方法不同,我们的模型能够通过后验推断学习社区数量,而无需假定其已知。该模型可应用于稠密和稀疏网络中的社区检测,同时适用于分类和连续型协变量,并且其马尔可夫链蒙特卡洛算法具有高效性和良好的混合特性。通过在综合模拟研究和两个真实数据集上的应用,我们证明了所提模型相较于现有模型的优越性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
34+阅读 · 2021年9月16日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
LibRec 精选:推荐系统的常用数据集
LibRec智能推荐
17+阅读 · 2019年2月15日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Neural Architecture Search without Training
Arxiv
10+阅读 · 2021年6月11日
VIP会员
最新内容
AutoScientists:自组织智能体团队驱动长期科学实验
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:53
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:51
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:38
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28日
Agent Harness综述:大模型智能体执行器工程全景
专知会员服务
13+阅读 · 5月28日
《基于理论的威慑效能评估》
专知会员服务
8+阅读 · 5月28日
相关VIP内容
专知会员服务
34+阅读 · 2021年9月16日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
LibRec 精选:推荐系统的常用数据集
LibRec智能推荐
17+阅读 · 2019年2月15日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员