Personalized PageRank Vectors are widely used as fundamental graph-learning tools for detecting anomalous spammers, learning graph embeddings, and training graph neural networks. The well-known local FwdPush algorithm approximates PPVs and has a sublinear rate of $O\big(\frac{1}{\alpha\epsilon}\big)$. A recent study found that when high precision is required, FwdPush is similar to the power iteration method, and its run time is pessimistically bounded by $O\big(\frac{m}{\alpha} \log\frac{1}{\epsilon}\big)$. This paper looks closely at calculating PPVs for both directed and undirected graphs. By leveraging the linear invariant property, we show that FwdPush is a variant of Gauss-Seidel and propose a Successive Over-Relaxation based method, FwdPushSOR to speed it up by slightly modifying FwdPush. Additionally, we prove FwdPush has local linear convergence rate $O\big(\tfrac{\text{vol}(S)}{\alpha} \log\tfrac{1}{\epsilon}\big)$ enjoying advantages of two existing bounds. We also design a new local heuristic push method that reduces the number of operations by 10-50 percent compared to FwdPush. For undirected graphs, we propose two momentum-based acceleration methods that can be expressed as one-line updates and speed up non-acceleration methods by$\mathcal{O}\big(\tfrac{1}{\sqrt{\alpha}}\big)$. Our experiments on six real-world graph datasets confirm the efficiency of FwdPushSOR and the acceleration methods for directed and undirected graphs, respectively.


翻译:个性化PageRank向量被广泛用作检测异常垃圾邮件发送者、学习图嵌入以及训练图神经网络的基础图学习工具。著名的局部FwdPush算法可近似计算PPV,并具有$O\big(\frac{1}{\alpha\epsilon}\big)$的次线性速率。最近一项研究发现,当需要高精度时,FwdPush与幂迭代方法类似,其运行时间悲观地受限于$O\big(\frac{m}{\alpha} \log\frac{1}{\epsilon}\big)$。本文深入研究了有向图和无向图的PPV计算问题。通过利用线性不变性,我们证明FwdPush是Gauss-Seidel方法的一个变体,并提出一种基于逐次超松弛的方法FwdPushSOR,通过轻微修改FwdPush来加速计算。此外,我们证明了FwdPush具有局部线性收敛速率$O\big(\tfrac{\text{vol}(S)}{\alpha} \log\tfrac{1}{\epsilon}\big)$,兼顾了现有两种界限的优势。我们还设计了一种新的局部启发式推送方法,与FwdPush相比将操作次数减少了10-50%。对于无向图,我们提出了两种基于动量的加速方法,它们可表示为单行更新,并将非加速方法加速$\mathcal{O}\big(\tfrac{1}{\sqrt{\alpha}}\big)$倍。我们在六个真实世界图数据集上的实验分别验证了FwdPushSOR以及针对有向图和无向图的加速方法的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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
0+阅读 · 2015年12月31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
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
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+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
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月26日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
6+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
3+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
12+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Deep Compression/Acceleration:模型压缩加速论文汇总
极市平台
14+阅读 · 2019年5月15日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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
0+阅读 · 2015年12月31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
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
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+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