【WWW2020-北邮】结构深度聚类网络，Structural Deep Clustering Network

题目： Structural Deep Clustering Network

摘要： 聚类是数据分析的基本任务。近年来，深度聚类技术(deep clustering)得到了广泛的关注，它的灵感主要来自于深度学习方法。当前的深度聚类方法通常借助深度学习强大的表示能力(如自编码)来提高聚类结果，这表明学习一种有效的聚类表示是一个关键的要求。深度聚类方法的优势在于从数据本身中提取有用的表示，而不是从数据的结构中提取，这在表示学习中受到的关注较少。基于图卷积网络(GCN)在对图结构进行编码方面取得的巨大成功，我们提出了一种结构化深度聚类网络(SDCN)，将结构信息集成到深度聚类中。具体来说，我们设计了一个传递算子，将自编码器学习到的表示转换到相应的GCN层，并设计了双重自监督机制来统一这两种不同的深层神经结构，指导整个模型的更新。通过这种方式，从低阶到高阶的多种数据结构自然地与自动编码器学习的多种表示相结合。在此基础上，从理论上分析了传递算子。通过使用传递操作符，GCN改进了作为高阶图正则化约束的特定于自编码的表示形式，并且自动编码器有助于缓解GCN中的过度平滑问题。通过综合实验，我们证明我们提出的模型可以持续地比最先进的技术表现得更好。