1.一种复杂网络链接预测方法,其特征在于,所述方法基于边卷积,包括以下步骤:设计边卷积运算,构建边卷积层;
堆叠边卷积层,构建学习链接表示的图神经网络,更新并学习连边表示;
从学习的连边表示中抽取出关联节点的表示,并对关联节点的表示进行链接预测。
2.根据权利要求1所述的复杂网络链接预测方法,其特征在于,所述设计边卷积运算具体为:将复杂网络中的连边关联的两个节点的表示连接起来,设计边卷积运算式为:其中, 为目标节点vi的表示,N(i)为vi的邻居,Θ和Φ表示线性层,j表示节点vj的编号, 表示节点vi经过第l+1层卷积运算得到的节点表示。
3.根据权利要求1所述的复杂网络链接预测方法,其特征在于,所述构建学习链接表示的图神经网络具体为:采用连边表示正规化策略对连边表示进行平滑操作,在边卷积层之间加入LeakyReLu激活函数以及残差连接构建所述图神经网络。
4.根据权利要求3所述的复杂网络链接预测方法,所述LeakyReLu激活函数为:其中,x表示的是经边卷积层计算的连边表示,λ是一个可学习的超参数。
5.根据权利要求3所述的复杂网络链接预测方法,其特征在于,所述连边表示正规化策略的表达式如下:
其中,eij为复杂网络中关联目标节点vi和vj的连边;
为连边eij的表示;
为 的均值,表达式为:
为 的标准差,表达式为:
dl为 的维度; 表示的是连边eij表示的第k个元素, 为经过第l+1层边卷积运算获得的连边eij表示。
所述残差连接采用将残差单元以跳层方式加入边卷积运算中,得到用于学习连边表示的表达式:
再加入损失函数,构建得到用于学习连边表示的图神经网络。
6.根据权利要求5所述的复杂网络链接预测方法,其特征在于,所述从学习的连边表示中抽取出关联节点的表示,并对关联节点的表示进行链接预测具体为:从所述图神经中学习的连边表示中抽取出关联节点vi与vj的表示hi与hj,设计并实现解析器Parser,再对hi与hj的表示进行Hadamard积运算,利用sigmod分类器对Hadamard积运算结果进行分类学习,实现vi与vj是否存在链接的预测;其中,
7.根据权利要求2‑6任意一项所述的复杂网络链接预测方法,其特征在于,所述边卷积运算式进一步简化为: 其中,||为节点表示的连接操作。
8.一种复杂网络链接预测系统,其特征在于,所述系统基于边卷积,包括以下模块:设计模块,用于设计边卷积运算,构建边卷积层;
构建模块,用于堆叠边卷积层,构建学习链接表示的图神经网络,更新并学习连边表示;
预测模块,用于从学习的连边表示中抽取出关联节点的表示,并对关联节点的表示进行链接预测。
9.根据权利要求8所述的复杂网络链接预测系统,其特征在于,所述设计模块,用于设计边卷积运算,构建边卷积层具体为:将复杂网络中的连边关联的两个节点的表示连接起来,设计边卷积运算式为:
其中, 为目标节点vi的表示,N(i)为vi的邻居,Θ和Φ表示线性层;j表示节点vj的编号, 表示节点vi经过第l+1层卷积运算得到的节点表示。
10.根据权利要求9所述的复杂网络链接预测系统,其特征在于,所述构建模块中所述构建学习链接表示的图神经网络具体为:采用连边表示正规化策略对连边表示进行平滑操作,在边卷积层之间加入LeakyRelu激活函数以及残差连接构建所述图神经网络。
11.根据权利要求10所述的复杂网络链接预测系统,其特征在于,所述LeakyRelu激活函数为: 其中x表示的是经边卷积层计算的连边表示,λ是一个可学习的超参数;
所述所述连边表示正规化策略的表达式如下:其中,eij为复杂网络中关联目标节点vi和vj的连边;
为连边eij的表示;
为 的均值,表达式为:
为 的标准差,表达式为:
dl为 的维度; 表示的是连边eij表示的第k个元素, 为经过第l+1层边卷积运算获得的连边eij表示;
所述残差连接采用将残差单元以跳层方式加入边卷积运算中,得到用于学习连边表示的表达式:
再加入损失函数,构建得到用于学习连边表示的图神经网络。
12.根据权利要求11所述的复杂网络链接预测系统,其特征在于,所述预测模块,用于从学习的连边表示中抽取出关联节点的表示,并对关联节点的表示进行链接预测具体为:从所述图神经中学习的连边表示中抽取出关联节点vi与vj的表示hi与hj,设计并实现解析器Parser,再对hi与hj的表示进行Hadamard积运算,利用sigmod分类器对Hadamard积运算结果进行分类学习,实现vi与vj是否存在链接的预测;其中,
13.根据权利要求9‑12任意一项所述的复杂网络链接预测系统,其特征在于,其特征在于,所述边卷积运算式进一步简化为:其中,||为节点表示的连接操作。