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行为很稀疏的话(uid和item_id的关系少),但是user有机构ID和机构类型,item有tag,“Node2Vec适合更复杂的图结构,特别是在需要捕捉局部和全局结构特性时表现更好。在用户有额外属性(如机构信息),物品有标签的场景下,通过调整游走策略,Node2Vec可以更好地利用这些额外信息,缓解行为稀疏问题。
”如何设置参数,以达到比deepwalk更好的效果?
在行为稀疏的情况下,尤其是当用户(uid)和物品(item_id)的交互关系较少,但用户具有额外的属性(如机构ID、机构类型),物品具有标签(tag)时,使用 Node2Vec 相比 DeepWalk 的一个显著优势是它可以通过控制随机游走的策略,权衡局部和全局结构的影响,从而更好地捕捉复杂图结构中的信息。
Node2Vec 参数设置
Node2Vec 的核心参数是:
p(返回参数):控制随机游走返回上一个节点的概率。它影响了游走的深度优先搜索(DFS)倾向。
当 p > 1 时,随机游走更倾向于避开之前的节点,类似于 DFS,有助于探索更广的邻居(远离局部结构)。
当 p < 1 时,随机游走更可能返回之前的节点,有助于捕捉局部的结构信息。
q(进出参数):控制随机游走的广度优先搜索(BFS)倾向,决定了在游走时是更倾向于在局部邻域内游走,还是探索远处的节点。
当 q > 1 时,游走更倾向于广度优先搜索(BFS),更关注局部的邻域结构。
当 q < 1 时,游走更倾向于深度优先搜索(DFS),探索更远的节点,捕捉更全局的结构信息。
通过调整 p 和 q,你可以为图中的不同节点类型设定不同的偏好,特别是在用户有机构ID、机构类型,物品有标签的场景下,通过这种方式可以更好地缓解交互行为稀疏的问题。
参数设置的思路
在这种场景下,用户与物品的交互关系较少,但用户有机构ID和类型,物品有标签。你可以通过以下方式设置参数:
用户与物品的关系:
行为稀疏时,由于用户与物品的直接交互少,你希望游走过程中能更加深入探索相对远的节点(如通过机构ID连接的用户),因此可以设置 p > 1,即让游走更偏向远离之前访问的节点,进一步探索与物品或其他用户的关系。
用户与机构ID、机构类型的关系:
机构ID和机构类型与用户的关系属于更强的局部结构,意味着用户往往在同一个机构或相同类型的机构下具有相似的行为。此时,你可以设置 q > 1,让游走偏向广度优先搜索(BFS),更深入地探索用户与其所在机构相关的节点,帮助更好地捕捉局部相似性。
物品与标签的关系:
标签代表了物品的一类特性,物品可能会与多个标签有关联。在这种情况下,适当地设置 q > 1(广度优先)可以确保游走能够探索更多相似标签的物品,发现同类物品的关联性。
整体游走策略:
如果你希望平衡探索局部和全局信息,可以从 p=1 和 q=1 开始,进行实验调整:
局部信息捕捉较为重要时(如用户-机构、物品-标签):倾向于设置 q > 1,增加广度优先搜索,捕捉局部邻域的关联性。
行为数据较为稀疏时(需要探索更多远处节点):设置 p > 1,鼓励更广范围的随机游走,捕捉较远的关系。
具体参数调整思路
稀疏行为下,增加深度搜索:
设置 p > 1,例如 p = 2,这样当游走回到用户或物品节点时,倾向于探索新的关系,而不是频繁返回到同一个节点。
捕捉用户的局部结构(机构关系、机构类型):
设置 q > 1,例如 q = 2,这将增强游走在用户相关的机构节点之间的广度搜索,捕捉用户与其机构的紧密联系,改善行为稀疏时的模型表现。
进一步平衡全局和局部信息:
如果 p = 2 和 q = 1 表现不佳,进一步调试 q 的值,例如设置 q = 0.5,这会使游走更像深度优先搜索(DFS),在捕捉局部结构的同时,也能探索更远的节点。
代码实现
在代码中,通过 Node2Vec 设置 p 和 q 参数来控制游走策略。
python
from node2vec import Node2Vec
# 初始化 Node2Vec 模型,设置 p 和 q 参数
node2vec = Node2Vec(G, dimensions=64, walk_length=30, num_walks=200, p=2, q=2, workers=4)
# 训练模型
model = node2vec.fit(window=10, min_count=1, batch_words=4)
# 获取嵌入
user1_embedding = model.wv['user1']
print(f"user1 embedding: {user1_embedding}")
python
调优建议
基线参数:可以从 p=1,q=1 开始,这相当于 DeepWalk 的行为,不做游走策略上的区分。
局部与全局结构的平衡:
p > 1:帮助探索较远的节点,适用于关系稀疏的情况。
q > 1:有助于捕捉局部结构信息(如机构和标签),提升游走在相关节点的深度。
实验迭代:通过实验调整 p 和 q 的值,寻找在稀疏数据场景下的最佳平衡,常见的实验组合有:
p = 1,q = 2:偏向局部结构。
p = 2,q = 1:更倾向探索全局结构。
p = 2,q = 2:平衡局部和全局探索。
总结
在行为稀疏的情况下,Node2Vec 相较于 DeepWalk 可以通过参数 p 和 q 来调控游走策略:
p > 1:探索更多远的节点,有助于缓解行为稀疏。
q > 1:在局部节点结构上进行更多广度优先搜索,捕捉局部结构关系(如用户与机构,物品与标签的关系)。
这种灵活性使得 Node2Vec 在复杂图结构(如有用户属性和物品标签)下具有更强的表达能力,从而可以取得比 DeepWalk 更好的效果。
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