Signed networks, encoding both positive and negative interactions, are essential for modeling complex systems in social and financial domains. Sign prediction, which infers the sign of a target link, has wide-ranging practical applications. Traditional motif-based Naïve Bayes models assume that all neighboring nodes contribute equally to a target link's sign, overlooking the heterogeneous influence among neighbors and potentially limiting performance. To address this, we propose a generalizable sign prediction framework that explicitly models the heterogeneity. Specifically, we design two role functions to quantify the differentiated influence of neighboring nodes. We further extend this approach from a single motif to multiple motifs via two strategies. The generalized multiple motifs-based Naïve Bayes model linearly combines information from diverse motifs, while the Feature-driven Generalized Motif-based Naïve Bayes (FGMNB) model integrates high-dimensional motif features using machine learning. Extensive experiments on four real-world signed networks show that FGMNB consistently outperforms five state-of-the-art embedding-based baselines on three of these networks. Moreover, we observe that the most predictive motif structures differ across datasets, highlighting the importance of local structural patterns and offering valuable insights for motif-based feature engineering. Our framework provides an effective and theoretically grounded solution to sign prediction, with practical implications for enhancing trust and security in online platforms.


翻译:符号网络能够同时编码正向与负向交互,对于社会与金融领域复杂系统的建模至关重要。符号预测旨在推断目标连边的符号,具有广泛的实际应用价值。传统的基于模体的朴素贝叶斯模型假设所有相邻节点对目标连边符号的贡献均等,忽视了相邻节点间的异质性影响,从而可能限制模型性能。为解决此问题,本文提出一种可泛化的符号预测框架,显式地对这种异质性进行建模。具体而言,我们设计了两种角色函数以量化相邻节点的差异化影响。进一步地,我们通过两种策略将方法从单一模体推广至多重模体。广义多重模体朴素贝叶斯模型线性整合来自不同模体的信息,而特征驱动的广义模体朴素贝叶斯模型则利用机器学习方法融合高维模体特征。在四个真实世界符号网络上的大量实验表明,FGMNB 在其中三个网络上持续优于五种基于嵌入的先进基线模型。此外,我们发现最具预测性的模体结构在不同数据集间存在差异,这凸显了局部结构模式的重要性,并为基于模体的特征工程提供了有价值的洞见。本框架为符号预测提供了一种有效且理论依据充分的解决方案,对提升在线平台的信任与安全具有实际意义。

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朴素贝叶斯法是基于贝叶斯定理与特征条件独立假设的分类方法。对于给定的训练数据集,首先基于“特征条件独立”的假设学习输入/输出的联合概率分布。然后基于此模型,对给定输入x,利用贝叶斯定理求后验概率最大的y。 朴素贝叶斯实现简单,学习与预测的效率都很高,是一种常用的方法。
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