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Enregistrement W4210362242 · doi:10.1287/ijoc.2021.1137

Efficient Algebraic Multigrid Methods for Multilevel Overlapping Coclustering of User-Item Relationships

2022· article· en· W4210362242 sur OpenAlexaff
Haifeng Xu, Rasha Kashef, Hans De Sterck, Geoffrey Sanders

Notice bibliographique

RevueINFORMS journal on computing · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAdvanced Clustering Algorithms Research
Établissements canadiensUniversity of WaterlooToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBipartite graphComputer scienceTheoretical computer scienceScalabilityFeature (linguistics)GraphAlgorithm

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Various digital data sets that encode user-item relationships contain a multilevel overlapping cluster structure. The user-item relation can be encoded in a weighted bipartite graph and uncovering these overlapping coclusters of users and items at multiple levels in the bipartite graph can play an important role in analyzing user-item data in many applications. For example, for effective online marketing, such as placing online ads or deploying smart online marketing strategies, identifying co-occurring clusters of users and items can lead to accurately targeted advertisements and better marketing outcomes. In this paper, we propose fast algorithms inspired by algebraic multigrid methods for finding multilevel overlapping cocluster structures of feature matrices that encode user-item relations. Starting from the weighted bipartite graph structure of the feature matrix, the algorithms use agglomeration procedures to recursively coarsen the bipartite graphs that represent the relations between the coclusters on increasingly coarser levels. New fast coarsening routines are described that circumvent the bottleneck of all-to-all similarity computations by exploiting measures of direct connection strength between row and column variables in the feature matrix. Providing accurate coclusters at multiple levels in a manner that can scale to large data sets is a challenging task. In this paper, we propose heuristic algorithms that approximately and recursively minimize normalized cuts to obtain coclusters in the aggregated bipartite graphs on multiple levels of resolution. Whereas the main novelty and focus of the paper lies in algorithmic aspects of reducing computational complexity to obtain scalable methods specifically for large rectangular user-item matrices, the algorithmic variants also define several new models for determining multilevel coclusters that we justify intuitively by relating them to principles that underlie collaborative filtering methods for user-item relationships. Experimental results show that the proposed algorithms successfully uncover the multilevel overlapping cluster structure for artificial and real data sets. Summary of Contribution: This paper develops new and efficient computational methods for finding the multilevel overlapping cocluster structure of feature matrices that encode user-item relationships. We base our approach on the use of pairwise similarity measures between features, seeking clusters of points that are similar to each other and dissimilar from the points outside the cluster. We approximately solve the problem of finding optimal overlapping coclusters on multiple levels by employing a framework that is based on efficient multilevel methods that have been used previously to solve sparse linear systems and to cluster graphs. Our main contribution is that we extend these methods in efficient manners to find coclusters in the bipartite graphs that encode common and important user-item relationships or social network relations. The novel methods that we propose are inherently scalable to large problem sizes and are naturally able to uncover overlapping coclusters at multiple levels, whereas existing methods generally only find coclusters at the fine level. We illustrate the algorithm and its performance on some standard test problems from the literature and on a proof-of-concept real-world data set that relates LinkedIn users to their skills and expertise.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,072
Tête enseignante GPT0,382
Écart entre enseignants0,311 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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