[发明专利]一种基于社区动态紧密度的层次化网络社区树剪枝方法

权利要求书

1.一种基于社区动态紧密度的层次化网络社区树剪枝方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1：获取时间段[t_start，t_end]内，层次化网络社区树中各个节点之间的连接边数据；每条连接边包含的特征有起始节点、终止节点和时间戳，时间戳表示该连接边的产生时间；

步骤2：首先对层次化网络社区树中的所有根部社区C_i，根据社区中各条连接边的产生时间分布计算其动态紧密度并根据动态紧密度对其进行展开或收缩处理，其中1≤i≤k，k表示根部社区的个数，展开处理即保留以该社区为父节点的树枝，收缩处理是剪掉以该社区为父节点的树枝；然后对于各个被展开的社区C_i，遍历其所有子社区C_ij，计算各个子社区的动态紧密度并对其进行展开或收缩处理，其中1≤j≤h，h表示社区C_i的子社区个数；依照该方法逐层对被展开的社区下的所有子社区进行展开或收缩处理；实现从根部到顶部对层次化网络社区树进行剪枝；

所述步骤2中，社区C_i的动态紧密度的计算方法具体包括以下步骤：

步骤2.1：对于社区C_i，获取其内部节点间在时间段[t_start，t_end]中产生的连接边集EC_i，并统计连接边集EC_i内连接边的数量，记为EC_i_count；

步骤2.2：划分时间片：

将整个时间段[t_start，t_end]划分成长度相同的p段，即p个时间片，记第j个时间片为t_j，1≤j≤p；

对于社区C_i，将其内部节点间的连接边按照其时间戳划分到相应的时间片中，由此得到社区C_i对应的时间片划分序列EC_i＝{EC_it1，EC_it2，…，EC_itj，…，EC_itp}，其中EC_itj表示社区C_i内部节点间的连接边中，划分到时间片t_j内的连接边的集合；

步骤2.3：计算连接边集合EC_itj中边的数量EC_itj_count；

步骤2.4：计算社区C_i内部节点间的连接边在各个时间片t_j中出现的频率，即EC_itj_count/EC_i_count；

步骤2.5：将时间片视为随机变量Y，对于社区C_i，定义其动态紧密度为：

步骤2.6：对动态紧密度进行标准化：

其中，H_max＝log p；

所述步骤2中，根据动态紧密度对社区进行展开或收缩处理的判断方法为：

首先设置树剪枝判断临界值α；然后判断社区C_i的动态紧密度值是否小于或等于α，若是，则展开该社区；否则，收缩该社区。

2.根据权利要求1所述的基于社区动态紧密度的层次化网络社区树剪枝方法，其特征在于，层次化网络社区树的构建方法为：

先使用聚类算法对时间段[t_start，t_end]内网络中存在的n个节点进行划分，得到k个第1层社区，即根部社区；再分别以各个第1层社区为父社区，使用聚类算法将其内部节点进行进一步划分，得到其子社区，所有的子社区称为第2层社区；继续按上述方式对所有子社区进行逐层划分，即分别以各个第l-1层社区为父社区，使用聚类算法将其内部节点进行进一步划分，得到其子社区，所有的子社区称为第l层社区，直至每个社区包含的节点数小于设定的节点数，l＝2，3，…；最后一层的社区称为顶部社区。