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2018年2月 关于块模型的半定松弛
阿拉什·阿米尼,伊丽莎维塔·列维纳
安。统计师。 46(1): 149-179 (2018年2月)。 数字对象标识码:10.1214/17-AOS1545

摘要

随机块模型(SBM)是网络中常用的社区检测工具,但用最大似然(MLE)拟合它涉及一个计算上不可行的优化问题。针对SBM拟合问题,我们提出了一种新的半定规划(SDP)解决方案,该方案是作为MLE的松弛形式导出的。我们将我们的和以前提出的SDP放在一个统一的框架中,作为SBM各子类上MLE的松弛,这也揭示了与众所周知的稀疏PCA问题的联系。我们称之为SDP-1的主要弛豫比其他最近提出的SDP弛豫更紧密,因此之前建立的理论保证得以延续。然而,我们表明,SDP-1在比当前结果涵盖的更广泛的SBM类别中准确地恢复了真实社区。特别是,对于我们的方法来说,隐含在先前提出的SDP一致性条件中的SBM强相配性假设可以放宽为弱相配性,从而显著拓宽了一致性结果所涵盖的SBM类别。我们还表明,对于之前提出的SDP方法,强分类性确实是精确恢复的必要条件,而不是证明的伪影。我们对SDP的分析是基于原始-对偶见证结构的,这为各种SDP的解决方案的性质提供了一些见解。特别是,我们展示了如何结合SDP-1和现有SDP的功能,以在组合性和块大小约束方面实现最大的灵活性,因为我们的放松有产生类似大小社区的趋势。这种趋势使其成为拟合网络直方图的理想工具,这种方法在图形估计文献中越来越流行,正如我们在海豚社交网络的示例中所示。我们还提供了经验证据,证明SDP在用大量块拟合SBM时优于光谱方法。

引用

下载引文

阿拉什·A·阿米尼。 伊丽莎维塔·列维纳(Elizaveta Levina)。 “关于块模型的半定松弛。” 安。统计师。 46 (1) 149至179之间, 2018年2月。 https://doi.org/10.1214/17-AOS1545

问询处

收到日期:2016年1月1日;修订日期:2016年11月1日;发布日期:2018年2月
首次在欧几里德项目中提供:2018年2月22日

zbMATH公司:06865108
数学科学网:MR3766949
数字对象标识符:10.1214/17-AOS1545

学科:
主要用户:62克20,62小时99,90C22型

关键词:社区检测,网络,半定规划,随机块体模型

版权所有©2018数学统计研究所

第46卷•第1期•2018年2月
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