The field of generative graph models has seen increased popularity during recent years as it allows us to model the underlying distribution of a network and thus recreate it. From allowing anonymization of sensitive information in social networks to data augmentation of rare diseases in the brain, the ability to generate synthetic data has multiple applications in various domains. However, most current methods face the bottleneck of trying to generate the entire adjacency matrix and are thus limited to graphs with less than tens of thousands of nodes. In contrast, large real-world graphs like social networks or transaction graphs can extend significantly beyond these boundaries. Furthermore, the current scalable approaches are predominantly based on stochasticity and do not capture local structures and communities. In this paper, we propose Graphwave Edge-Linking CELL or GELCELL, a novel three-step architecture for generating graphs at scale. First, instead of constructing the entire network, GELCELL partitions the data and generates each cluster separately, allowing for efficient and parallelizable training. Then, by encoding the nodes, it trains a classifier to predict the edges between the partitions to patch them together, creating a synthetic version of the original large graph. Although it does suffer from some limitations due to necessary constraints on the cluster sizes, the results showed that GELCELL, given optimized parameters, can produce graphs with reasonable accuracy on all data tested, with the largest having 400 000 nodes and 1 000 000 edges. / Generativa grafmodeller har sett ökad popularitet under de senaste åren eftersom det möjliggör modellering av grafens underliggande distribution, och vi kan på så sätt återskapa liknande kopior. Förmågan att generera syntetisk data har ett flertal applikationsområden i en mängd av områden, allt från att möjligöra anonymisering av känslig data i sociala nätverk till att utöka mängden tillgänglig data av ovanliga hjärnsjukdomar. Dagens metoder har länge varit begränsade till grafer med under tiotusental noder, då dessa inte är tillräckligt skalbara, men grafer som sociala nätverk eller transaktionsgrafer kan sträcka sig långt utöver dessa gränser. Dessutom är de nuvarande skalbara tillvägagångssätten till största delen baserade på stokasticitet och fångar inte lokala strukturer och kluster. I denna rapport föreslår vi ”Graphwave EdgeLinking CELL” eller GELCELL, en trestegsarkitektur för att generera grafer i större skala. Istället för att återskapa hela grafen direkt så partitionerar GELCELL all datat och genererar varje kluster separat, vilket möjliggör både effektiv och parallelliserbar träning. Vi kan sedan koppla samman grafen genom att koda noderna och träna en modell för att prediktera länkarna mellan kluster och återskapa en syntetisk version av originalet. Metoden kräver vissa antaganden gällande max-storleken på dess kluster men är flexibel och kan rymma domänkännedom om en specifik graf i form av informerad parameterinställning. Trots detta visar resultaten på varierade träningsdata att GELCELL, givet optimerade parametrar, är kapabel att genera grafer med godtycklig precision upp till den största beprövade grafen med 400 000 noder och 1 000 000 länkar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-321996 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Hammarstedt, Johan |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:647 |
Page generated in 0.0027 seconds