Dynamic graphs are rich data structures that are used to model complex relationships between entities over time. In particular, anomaly detection in temporal graphs is crucial for many real world applications such as intrusion identification in network systems, detection of ecosystem disturbances and detection of epidemic outbreaks. In this paper, we focus on change point detection in dynamic graphs and address three main challenges associated with this problem: i). how to compare graph snapshots across time, ii). how to capture temporal dependencies, and iii). how to combine different views of a temporal graph. To solve the above challenges, we first propose Laplacian Anomaly Detection (LAD) which uses the spectrum of graph Laplacian as the low dimensional embedding of the graph structure at each snapshot. LAD explicitly models short term and long term dependencies by applying two sliding windows. Next, we propose MultiLAD, a simple and effective generalization of LAD to multi-view graphs. MultiLAD provides the first change point detection method for multi-view dynamic graphs. It aggregates the singular values of the normalized graph Laplacian from different views through the scalar power mean operation. Through extensive synthetic experiments, we show that i). LAD and MultiLAD are accurate and outperforms state-of-the-art baselines and their multi-view extensions by a large margin, ii). MultiLAD's advantage over contenders significantly increases when additional views are available, and iii). MultiLAD is highly robust to noise from individual views. In five real world dynamic graphs, we demonstrate that LAD and MultiLAD identify significant events as top anomalies such as the implementation of government COVID-19 interventions which impacted the population mobility in multi-view traffic networks.


翻译:动态图形是丰富的数据结构,用来建模实体间长期的复杂关系。 特别是, 时间图形中的异常检测对于许多真实世界应用至关重要, 如网络系统中的入侵识别、 生态系统扰动的检测和流行病爆发的检测。 在本文中, 我们侧重于动态图形中的变化点检测, 并解决与这一问题相关的三大挑战 : 一. 如何对不同时间的图形进行对比图形截图, 二. 如何捕捉时间图的不同观点。 为了解决上述挑战, 我们首先提议 Laplaceian Anomaly 检测(LAD), 以图的频谱为网络, 将Laplacian 检测(LAD) 用作每个快照中图形结构的低维度嵌入。 在动态图表中, LAD 明确以两个滑动窗口为短期和长期的模型, 简单而有效地将LAD 概括到多视图图中。 多视角中, 我们从不同视角的Laplace- 19 的多维(L) 图像中, 从不同观点的多维(L) 的多维(我们从不同观点中) 的多维(LAD) 的多维(OD) 的多维(O) 的多维) 的多维(O) 展示, 展示, 展示, 展示, 的动态) 以不同的图像中, 以 的动态的动态的动态的动态的动态的动态的动态的动态的大规模的动态(以 的动态的动态的动态的动态的动态 显示的动态的动态的动态) 显示的大规模的动态的动态的动态的动态的动态 。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
76+阅读 · 2021年3月16日
一份简单《图神经网络》教程,28页ppt
专知会员服务
123+阅读 · 2020年8月2日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
时序数据异常检测工具/数据集大列表
极市平台
65+阅读 · 2019年2月23日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
16+阅读 · 2021年3月2日
Arxiv
10+阅读 · 2020年6月12日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
时序数据异常检测工具/数据集大列表
极市平台
65+阅读 · 2019年2月23日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员