Clustering based on Random Graph Model embedding Vertex Features

Large datasets with interactions between objects are common to numerous scientific fields (i.e. social science, internet, biology...). The interactions naturally define a graph and a common way to explore or summarize such dataset is graph clustering. Most techniques for clustering graph vertices just use the topology of connections ignoring informations in the vertices features. In this paper, we provide a clustering algorithm exploiting both types of data based on a statistical model with latent structure characterizing each vertex both by a vector of features as well as by its connectivity. We perform simulations to compare our algorithm with existing approaches, and also evaluate our method with real datasets based on hyper-textual documents. We find that our algorithm successfully exploits whatever information is found both in the connectivity pattern and in the features

Strategies for online inference of model-based clustering in large and growing networks

In this paper we adapt online estimation strategies to perform model-based clustering on large networks. Our work focuses on two algorithms, the first based on the SAEM algorithm, and the second on variational methods. These two strategies are compared with existing approaches on simulated and real data. We use the method to decipher the connexion structure of the political websphere during the US political campaign in 2008. We show that our online EM-based algorithms offer a good trade-off between precision and speed, when estimating parameters for mixture distributions in the context of random graphs.Comment: Published in at http://dx.doi.org/10.1214/10-AOAS359 the Annals of Applied Statistics (http://www.imstat.org/aoas/) by the Institute of Mathematical Statistics (http://www.imstat.org

Model based approaches for uncovering web structures

L’analyse statistique des réseaux complexes est une tâche difficile, étant donné que des modèles statistiques appropriés et des procédures de calcul efficaces sont nécessaires afin d’apprendre les structures sous-jacentes. Le principe de ces modèles est de supposer que la distribution des valeurs des arêtes suit une distribution paramétrique, conditionnellement à une structure latente qui est utilisée pour détecter les formes de connectivité. Cependant, ces méthodes souffrent de procédures d’estimation relativement lentes, puisque les dépendances sont complexes. Dans cette thèse nous adaptons des stratégies d’estimation incrémentales, développées à l’origine pour l’algorithme EM, aux modèles de graphes. Additionnellement aux données de réseau utilisées dans les méthodes mentionnées ci-dessus, le contenu des noeuds est parfois disponible. Nous proposons ainsi des algorithmes de partitionnement pour les ensembles de données pouvant être modélisés avec une structure de graphe incorporant de l’information au sein des sommets. Finalement,un service Web en ligne, basé sur le moteur de recherche d’ Exalead, permet de promouvoir certains aspects de cette thèse.He statistical analysis of complex networks is a challenging task, given that appropriate statistical models and efficient computational procedures are required in order for structures to be learned. The principle of these models is to assume that the distribution of the edge values follows a parametric distribution, conditionally on a latent structure which is used to detect connectivity patterns. However, these methods suffer from relatively slow estimation procedures, since dependencies are complex. In this thesis we adapt online estimation strategies, originally developed for the EM algorithm, to the case of graph models. In addition to the network data used in the methods mentioned above, vertex content will sometimes be available. We then propose algorithms for clustering data sets that can be modeled with a graph structure embedding vertex features. Finally, an online Web application, based on the Exalead search engine, allows to promote certain aspects of this thesis

Model based approaches for uncovering web structures

L analyse statistique des réseaux complexes est une tâche difficile, étant donné que des modèles statistiques appropriés et des procédures de calcul efficaces sont nécessaires afin d apprendre les structures sous-jacentes. Le principe de ces modèles est de supposer que la distribution des valeurs des arêtes suit une distribution paramétrique, conditionnellement à une structure latente qui est utilisée pour détecter les formes de connectivité. Cependant, ces méthodes souffrent de procédures d estimation relativement lentes, puisque les dépendances sont complexes. Dans cette thèse nous adaptons des stratégies d estimation incrémentales, développées à l origine pour l algorithme EM, aux modèles de graphes. Additionnellement aux données de réseau utilisées dans les méthodes mentionnées ci-dessus, le contenu des noeuds est parfois disponible. Nous proposons ainsi des algorithmes de partitionnement pour les ensembles de données pouvant être modélisés avec une structure de graphe incorporant de l information au sein des sommets. Finalement,un service Web en ligne, basé sur le moteur de recherche d Exalead, permet de promouvoir certains aspects de cette thèse.He statistical analysis of complex networks is a challenging task, given that appropriate statistical models and efficient computational procedures are required in order for structures to be learned. The principle of these models is to assume that the distribution of the edge values follows a parametric distribution, conditionally on a latent structure which is used to detect connectivity patterns. However, these methods suffer from relatively slow estimation procedures, since dependencies are complex. In this thesis we adapt online estimation strategies, originally developed for the EM algorithm, to the case of graph models. In addition to the network data used in the methods mentioned above, vertex content will sometimes be available. We then propose algorithms for clustering data sets that can be modeled with a graph structure embedding vertex features. Finally, an online Web application, based on the Exalead search engine, allows to promote certain aspects of this thesis.EVRY-Bib. électronique (912289901) / SudocSudocFranceF