基于图注意力自编码器的自适应加权深度图聚类算法
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TP181;TP301

基金项目:

国家自然科学基金项目 (62076215, 62301473);中央高校基本科研业务费专项资金项目 (K93-9-2022-03);江苏省高等教育厅面上项目 (23KJB520039);江苏省网络与信息安全重点实验室项目 (BM2003201);江苏高校“青蓝工程”项目;盐城市基础研究计划项目 (YCBK2023008);盐城市产业创新科技支撑(工业)专项资金项目(YCBG2025201).


Adaptive weighted deep graph clustering based on graph attention autoencoder
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    摘要:

    现有深度图聚类方法因依赖静态初始图结构而存在显著局限性, 此类结构通常不完整或存在偏差, 且难以动态捕捉节点相似性变化. 对此, 提出基于图注意力自编码器的自适应加权深度图聚类算法(AWDGC). 首先, 通过可训练的广义马氏距离结合高斯核函数, 自适应分配边权重以构建加权邻接矩阵; 其次, 设计图注意力自编码器, 通过注意力机制融合多阶邻居信息以增强特征判别性; 然后, 提出基于节点相似性的动态结构优化策略, 周期性更新邻接矩阵以捕捉相似性动态变化; 最后, 引入自监督聚类模块, 通过KL散度优化聚类分布对齐, 提升特征表示与聚类任务的协同性. 在ACM、DBLP、CITESEER、TEXAS等6个公开数据集上的实验表明, AWDGC在聚类指标上均显著优于8个代表性基线方法.

    Abstract:

    Existing deep graph clustering methods are limited by their reliance on static initial graph structures, which are often incomplete or biased and fail to capture the dynamic changes in node similarities. To address these issues, an adaptive weighted deep graph clustering based on a graph attention autoencoder (AWDGC) is proposed. First, a trainable generalized Mahalanobis distance combined with a Gaussian kernel function is introduced to adaptively assign edge weights for constructing a weighted adjacency matrix. Second, a graph attention autoencoder is designed to enhance feature discriminability by leveraging an attention mechanism to fuse multi-hop neighborhood information. Furthermore, a dynamic structure optimization strategy based on node similarity is proposed to periodically update the adjacency matrix and capture the evolving similarities among nodes. Finally, a self-supervised clustering module is incorporated to improve the synergy between feature representation and clustering performance by optimizing cluster distribution alignment via KL divergence. Extensive experiments on six public datasets, including ACM, DBLP, CITESEER, and TEXAS, demonstrate that the proposed AWDGC significantly outperforms eight representative baseline methods across various clustering metrics.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

徐森,王作为,郭乃瑄,等.基于图注意力自编码器的自适应加权深度图聚类算法[J].控制与决策,2026,41(1):213-220

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  • 收稿日期:2025-05-08
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  • 在线发布日期: 2025-12-30
  • 出版日期: 2026-01-10
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