Comparing heuristics for graph edit distance computation

Blumenthal, David B.; Boria, Nicolas; Gamper, Johann; Bougleux, Sébastien; Brun, Luc

doi:10.1007/s00778-019-00544-1

Cited by 40 publications

(61 citation statements)

References 66 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…In literature, there are four main graph classification methods: graph isomorphism [17], graph edit distance [18], [19], graph kernels [8], [20]- [25] and graph neural networks [26]- [28]. These methods basically measure the similarity between networks by comparing the three network structures in these networks: network topology, vertex weights/attributes, and edge weights/attributes [1].…”

Section: ) Graph Classificationmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Graph Classification via Heat Diffusion on Simplicial Complexes

Aktaş

Akbaş

2021

IEEE Access

View full text Add to dashboard Cite

In this paper, we study the graph classification problem in vertex-labeled graphs. Our main goal is to classify the graphs comparing their higher-order structures thanks to heat diffusion on their simplices. We first represent vertex-labeled graphs as simplex-weighted super-graphs. We then define the diffusion Fréchet function over their simplices to encode the higher-order network topology and finally reach our goal by combining the function values with machine learning algorithms. Our experiments on real-world bioinformatics networks show that using diffusion Fréchet function on simplices is promising in graph classification and more effective than the baseline methods. To the best of our knowledge, this paper is the first paper in the literature using heat diffusion on higherdimensional simplices in a graph mining problem. We believe that our method can be extended to different graph mining domains, not only the graph classification problem.

show abstract

Section: ) Graph Classificationmentioning

confidence: 99%

“…While GED is very popular for many graph mining problems, exact GED computation is NP-hard. Therefore, many different heuristic algorithms are proposed to compute approximate solutions [19], [29]- [32]. Among them, local search based algorithms [29], [30] provide the tightest upper bounds for GED.…”

Section: ) Graph Classificationmentioning

confidence: 99%

Graph Classification via Heat Diffusion on Simplicial Complexes

Aktaş

Akbaş

2021

IEEE Access

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…We conduct all experiments in this paper using the PHOCNet implementation 3 by Sudholt and Fink [24]. For the sample selection, we use the IPM implementation 4 by Zaeemzadeh et al [29] and we compute the HED between graphs using the HED implementation in GEDLIB 5 by Blumenthal et al [4,5], which we modified to support the cost model by Stauffer et al [23]. The code used to conduct all experiments as well as the raw data is available online 6 .…”

Section: Experiments Setupmentioning

confidence: 99%

Representative Image Selection for Data Efficient Word Spotting

Westphal

Grahn

Lavesson

2020

Document Analysis Systems

View full text Add to dashboard Cite

This paper compares three different word image representations as base for label free sample selection for word spotting in historical handwritten documents. These representations are a temporal pyramid representation based on pixel counts, a graph based representation, and a pyramidal histogram of characters (PHOC) representation predicted by a PHOCNet trained on synthetic data. We show that the PHOC representation can help to reduce the amount of required training samples by up to 69% depending on the dataset, if it is learned iteratively in an active learning like fashion. While this works for larger datasets containing about 1 700 images, for smaller datasets with 100 images, we find that the temporal pyramid and the graph representation perform better.

show abstract

“…114 6. 16 The performance of our method for the one-shot action classification task using the CAD-120 dataset as reported in Tab. 6.4 is further analyzed here.…”

Section: 13mentioning

confidence: 99%

“…Since exactly computing GED is NP-hard, even for uniform edit costs, while in practice, no available exact algorithm can reliably compute GED on graphs with more than 16 nodes, various heuristics have been proposed over the past years [16,66]. Various techniques are employed, such as formulation of the problem to the linear sum assignment problem with error correction, local search, and linear programming to approximate GED via upper or lower bounds.…”

mentioning

confidence: 99%

Unsupervised co-segmentation of actions in motion capture data and videos

Παπουτσάκης¹

View full text Add to dashboard Cite

Στην παρούσα διατριβή εστιάζουμε στο πρόβλημα της χρονικής συντμηματοποίησης δράσεων σε ακολουθίες πολυδιάστατων δεδομένων κίνησης (motion capture data) και σε ακολουθίες εικόνων (βίντεο). Δοσμένων δύο ακολουθιών δεδομένων που αναπαριστούν δράσεις/δραστηριότητες, στόχος είναι να εντοπίσουμε και να ορίσουμε τα χρονικά όρια για όλα τα ζεύγη υπο-ακολουθιών που αναπαριστούν μια κοινή δράση (common action or commonality), δηλαδή μια δράση που επαναλαμβάνεται ταυτόσημη ή με παρόμοιο τρόπο μεταξύ των ακολουθιών. Το εν λόγω πρόβλημα αποτελεί ένα σημαντικό ερευνητικό θέμα στις περιοχές της Αναγνώρισης Προτύπων και της Υπολογιστικής ΄Ορασης και παρά την ερευνητική προσπάθεια που έχει αφιερωθεί σε αυτό, δεν έχει επιλυθεί πλήρως. Η παρούσα διατριβή περιγράφει μια νέα αποδοτική, μη-εποπτευόμενη προσέγγιση η οποία δεν προϋποθέτει εκ των προτέρων γνώση και μοντέλα των δράσεων που εκτελούνται, ενώ υιοθετεί μια γενική και ευέλικτη μοντελοποίηση των δεδομένων εισόδου ως πολυδιάστατες χρονοσειρές. Θεωρούμε διαφορετικά σενάρια για τις ακολουθίες δράσεων που δημιουργούν ενδιαφέρουσες προκλήσεις ως προς την επίλυση του προβλήματος: (α) σε κάθε ακολουθία εμφανίζονται μία ή περισσότερες δράσεις, εκτελούμενες απο ένα ή περισσότερα υποκείμενα (άτομα ή αντικείμενα), (β) στη γενική περίπτωση, ο αριθμός των κοινών δράσεων μεταξύ δύο ακολουθιών θεωρείται άγνωστος, (γ) μια κοινή δράση μπορεί να εντοπιστεί σε οποιοδήποτε χρονικό τμήμα μιας ακολουθίας, (δ) τα τμήματα μιας κοινής δράσης μεταξύ δύο ακολουθιών ενδέχεται να έχουν διαφορετική διάρκεια, να περιλαμβάνουν κινήσεις διαφορετικής ταχύτητας και τρόπου/τεχνικής εκτέλεσης, (ε) οι δράσεις που εμφανίζονται στις ακολουθίες ενδέχεται να αναπαριστούν φυσικές κινήσεις ενός ή περισσότερων ανθρώπων ή αντικειμένων, καθώς επίσης και περίπλοκες αλληλεπιδράσεις ανθρώπων με αντικείμενα. Προτείνουμε δύο καινοτόμες μεθόδους για την επίλυση του προβλήματος της χρονικής συν-τμηματοποίησης δράσεων σε ζεύγη ακολουθιών δεδομένων. Η πρώτη μέθοδος επιτυγχάνει την ανίχνευση και συν-τμηματοποίηση των N σημαντικότερων κοινών δράσεων μεταξύ των υπο σύγκριση ακολουθιών δεδομένων, βασιζόμενη στην ελαχιστοποίηση συνάρτησης κόστους που εκφράζει το κόστος μη-γραμμικής χρονικής στοίχισης των υπο-ακολουθιών των κοινών δράσεων, χρησιμοποιώντας την μέθοδο Dynamic Time Warping (DTW). Η διαδικασία ταυτόχρονης αναζήτησης λύσεων (κοινών δράσεων) και ελαχιστοποίησής της συνάρτησης κόστους μοντελοποιείται ως ένα στοχαστικό πρόβλημα, το οποίο λύνεται βάσει της εξελικτικής μεθόδου βελτιστοποίησης Canonical Particle Swarm Optimization (PSO). Η δεύτερη μέθοδος βασίζεται στην μοντελοποίηση του προβλήματος της συν-τμηματοποίησης των N σημαντικότερων κοινών δράσεων, ως ένα πρόβλημα αναζήτησης σε γράφο Ο γράφος ορίζεται ως ο πίνακας (μήτρα) που περιλαμβάνει τις Ευκλείδειες αποστάσεις όλων των δυνατών ζευγών καρέ των ακολουθιών εικόνων, καθένα από τα οποία αναπαρίσταται ως ένα διάνυσμα χαρακτηριστικών. Γίνεται χρήση του αλγορίθμου Johnson’s για την αναζήτηση των συντομότερων μονοπατιών σε γράφο και κατ' επέκταση για την επίλυση του προβλήματος μας. Και οι δύο πρωτότυπες μεθοδολογίες υποβάλλονται σε εκτενείς πειραματικές διαδικασίες χρησιμοποιώντας πλήθος απο ζεύγη ακολουθιών εικόνων (βίντεο) ή ακολουθιών που αναπαριστούν 3Δ δεδομένα καταγραφής κίνησης, αναδεικνύοντας την αποτελεσματικότητάς τους σε σύγκριση με άλλες υφιστάμενες αποδοτικές μεθόδους. Επιπρόσθετα, βασιζόμενοι στην εύρωστη απόδοση των μεθόδων αυτών, αναπτύσσουμε μια νέα μέθοδο για την εκτίμηση της ομοιότητας μεταξύ δύο ακολουθιών δράσεων, που επίσης υποστηρίζει την εξαγωγή επιχειρημάτων που αιτιολογούν τον υπολογισμό αυτό. Η μέθοδος αυτή βασίζεται στην χρονική συν-τμηματοποίηση των ζευγών 3Δ τροχιών κίνησης των ανθρώπινων αρθρώσεων και των αντικειμένων που παρατηρούνται στις ακολουθίες, συνδυάζοντας επιπλέον πληροφορία σχετικά με την σημασιολογική τους ομοιότητα. Τα αποτελέσματα αυτής της διαδικασίας ανα ακολουθία μοντελοποιούνται ως ένας γράφος που αναπαριστά το περιεχόμενό της ακολουθίας ανά αντικείμενο. Συγκεκριμένα, κάθε αντικείμενο αντιστοιχεί σε ένα κόμβο του γράφου. Οι ακμές του γράφου μοντελοποιούν πληροφορία με βάση τα αποτελέσματα της χρονικής συν-τμηματοποίησης μεταξύ των αντικειμένων της ακολουθίας και της σημασιολογικής τους πληροφορίας, εφόσον αυτή είναι διαθέσιμη. Στη συνέχεια η ομοιότητα/απόσταση μεταξύ δύο ακολουθιών δράσεων βασίζεται στην απόσταση (Graph Edit Distance) μεταξύ των αντίστοιχων γράφων τους, και υπολογίζεται ως το κόστος μιας βέλτιστης λύσης αντιστοίχησης (bipartite graph matching) σε διμερή γράφο που συντίθεται απο τους δύο επιμέρους γράφων. Η προτεινόμενη μεθοδολογία αξιολογείται πειραματικά στα προβλήματα της κατηγοριοποίησης δράσεων, της αντιστοιχίας δράσεων (action matching) και στον υπολογισμό της σειράς κατάταξης μεταξύ ζευγών δράσεων με βάση την ομοιότητά τους (pairwise action ranking) ανάμεσα σε τριπλέτες ακολουθιών εικόνων. Τα αποτελέσματα οδηγούν στο συμπέρασμα ότι η προτεινόμενη μέθοδος έχει αξιόλογη απόδοση, συγκρίσιμη ή και καλύτερη αυτής των καλύτερων γνωστών σύγχρονων μεθόδων μη εποπτευόμενης και εποπτευόμενης μάθησης.

show abstract

Comparing heuristics for graph edit distance computation

Cited by 40 publications

References 66 publications

Graph Classification via Heat Diffusion on Simplicial Complexes

Graph Classification via Heat Diffusion on Simplicial Complexes

Representative Image Selection for Data Efficient Word Spotting

Unsupervised co-segmentation of actions in motion capture data and videos

Contact Info

Product

Resources

About