In this paper we propose a new approach to detect clusters in undirected graphs with attributed vertices. The aim is to group vertices which are similar not only in terms of structural connectivity but also in terms of attribute values. We incorporate structural and attribute similarities between the vertices in an augmented graph by creating additional vertices and edges as proposed in [6,38]. The augmented graph is then embedded in a Euclidean space associated to its Laplacian where a modified K-means algorithm is applied to identify clusters. The modified K-means relies on a vector distance measure where to each original vertex we assign a suitable vector-valued set of coordinates depending on both structural connectivity and attribute similarities, so that each original graph vertex is thought as representative of $m+1$ vertices of the augmented graph, if $m$ is the number of vertex attributes. To define the coordinate vectors we employ our recently proposed algorithm based on an adaptive AMG (Algebraic MultiGrid) method, which identifies the coordinate directions in the embedding Euclidean space in terms of algebraically smooth vectors with respect to the augmented graph Laplacian, and thus extending our previous result for graphs without attributes. We analyze the effectiveness of our proposed clustering method by comparison with some well known methods, whose software implementation is freely available, and also with results reported in the literature, on two different types of widely used synthetic graphs and on some real-world attributed graphs.
翻译:在本文中,我们提出一种新的方法来检测未定向图形中的星团, 并配有螺旋。 目的是将结构连通性以及属性值都相似的矢量距离测量尺度分组, 不仅在结构连通性方面, 而且在属性值方面也相似。 我们把结构和属性值之间的结构相似性与属性相似性结合到一个扩充图中, 并按 [6, 38] 中的建议, 创建额外的顶点和边缘。 增强的图形随后嵌入一个与它的 Lauclideian 相关的 Euclidean 空间, 在那里应用了修改过的K- poys 算法来识别星团。 修改过的 K- 意值取决于一个矢量距离测量尺度, 向每个原始的顶点指定一个适合的矢量值值比值, 取决于结构连通性和属性的相似性等。 因此, 将每个原始的图形顶点视为代表 $+ 1 美元 。 如果 美元 是顶点属性属性数 。 我们最近根据适应的 AMG( 图形) 的算法 确定我们最近提议的算法, 的算法, 的计算, 将一些在 嵌化 Euclicideably 上 的坐标方向上指定的方向,, 和 将 的 的 的 直观 的 和 以 平流法 的 的 的 的 平流法 的 的 扩展为我们 的 的 的 的 的 以 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 以 的 的 的 的 的 以 的 的 的 的 的 的 的 的 和 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和 以 以 的 的 的 的 的 以 以 的 的 的 的 的 平流 以 以 的 以 以 以 以 以 平的 平的 平的 平的 平的 的