A Personalized PageRank Fingerprint Framework for Seedless Graph Matching
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Publicações do PESC
Grafos são usados para modelar problemas e codificar relacionamentos entre entidades em vários contextos, abrangendo estudos que vão desde redes sociais até interações biológicas. Um problema clássico em teoria dos grafos envolve encontrar o mapeamento de vértices entre dois grafos que exibem maior similaridade. Esse problema é conhecido como emparelhamento de grafos, também referido como alinhamento de redes. O emparelhamento de grafos depende fortemente da estrutura da rede e surge em contextos diversos devido à importância de identificar estruturas semelhantes em redes. Nesta dissertação, apresenta-se uma nova framework que não requer sementes, usa representações baseadas em Personalized PageRank, e utiliza um algoritmo em rodadas para mapear gradualmente os nós. Em cada rodada, o algoritmo define pares de âncoras que irão aprimorar as representações dos nós para, então, decidir os emparelhamentos na rodada subsequente. Este trabalho formaliza a definição de uma nova representação de vértices com base no Personalized PageRank, bem como uma métrica de similaridade para comparar vértices usando essa representação introduzida. Os resultados de avaliação demonstram valores de acurácia de até 97% em média, considerando emparelhamentos corretos em pares de grafos que foram submetidos a um processo de edge sampling com uma probabilidade de remoção de aresta de 20% no modelo Barabási–Albert.
Graphs are used to model problems and encode relationships between entities in various contexts, encompassing studies ranging from social networks to biological interactions. A classic problem in graph theory involves finding the node mapping between two graphs that exhibit high similarity. This problem is known as graph matching, also referred to as network alignment. Graph matching heavily relies on the structure of the network and arises in diverse contexts due to the importance of identifying similar structures in networks. In this dissertation, we introduce a novel seedless framework based on Personalized PageRank fingerprints, utilizing an algorithm in rounds to gradually map nodes. In each round, the algorithm defines anchor-mapped pairs to enhance fingerprints and then decide matchings in the subsequent round. This work formalizes the definition of a new node fingerprint based on Personalized PageRank, as well as a metric for comparing nodes using the introduced fingerprint. Our evaluation results demonstrate accuracy values of up to 97% on average, considering correct matchings across pairs of graphs that have been subjected to an edge sampling process with a 20% probability of edge removal in the Barabási–Albert model.