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HITS算法链接分析算法

2008

HITS 算法是由康奈尔大学( Cornell University ) 的Jon Kleinberg 博士于1997 年首先提出的,为IBM 公司阿尔马登研究中心( IBM Almaden Research Center) 的名为“CLEVER”的研究项目中的一部分。

按照HITS算法,用户输入关键词后,算法对返回的匹配页面计算两种值,一种是枢纽值(Hub Scores),另一种是权威值(Authority Scores),这两种值是互相依存、互相影响的。所谓枢纽值,指的是页面上所有导出链接指向页面的权威值之和。权威值是指所有导入链接所在的页面中枢纽之和。

通常HITS算法是作用在一定范围的,比如一个以程序开发为主题网页,指向另一个以程序开发为主题的网页,则另一个网页的重要性就可能比较高,但是指向另一个购物类的网页则不一定。

在限定范围之后根据网页的出度和入度建立一个矩阵,通过矩阵的迭代运算和定义收敛的阈值不断对两个向量Authority和Hub值进行更新直至收敛。


Hub页面与Authority页面

所谓“Authority”页面,是指与某个领域或者某个话题相关的高质量网页,比如搜索引擎领域,Google和百度首页即该领域的高质量网页,比如视频领域,优酷和土豆首页即该领域的高质量网页。

所谓“Hub”页面,指的是包含了很多指向高质量“Authority”页面链接的网页,比如hao123首页可以认为是一个典型的高质量“Hub”网页。

 HITS算法的目的即是通过一定的技术手段,在海量网页中找到与用户查询主题相关的高质量“Authority”页面和“Hub”页面,尤其是“Authority”页面,因为这些页面代表了能够满足用户查询的高质量内容,搜索引擎以此作为搜索结果返回给用户。


算法基本思想:相互增强关系

基本假设1:一个好的“Authority”页面会被很多好的“Hub”页面指向;

基本假设2:一个好的“Hub”页面会指向很多好的“Authority”页面;


HITS算法

可利用上面提到的两个基本假设,以及相互增强关系等原则进行多轮迭代计算,每轮迭代计算更新每个页面的两个权值,直到权值稳定不再发生明显的变化为止。


1 根集合

 将查询q提交给基于关键字查询的检索系统,从返回结果页面的集合总取前n个网页(如n=200),作为根集合(root set),记为root,则root满足:

1).root中的网页数量较少

2).root中的网页是与查询q相关的网页

3).root中的网页包含较多的权威(Authority)网页


链接分析算法


2 扩展集合base

 在根集root的基础上,HITS算法对网页集合进行扩充集合base,扩充原则是:凡是与根集内网页有直接链接指向关系的网页都被扩充到集合base,无论是有链接指向根集内页面也好,或者是根集页面有链接指向的页面也好,都被扩充进入扩展网页集合base。HITS算法在这个扩充网页集合内寻找好的“Hub”页面与好的“Authority”页面。


3 计算扩展集base中所有页面的Hub值(枢纽度)和Authority值(权威度)

将查询q提交给基于关键字查询的检索系统,从返回结果页面的集合中取前n个网页(如n=200),作为根集合(root set),记为S,则S满足:

1.S中的网页数量较少

2.S中的网页是与查询q相关的网页

3.S中的网页包含较多的权威(Authority)网页

通过向S 中加入被S 引用的网页和引用S 的网页,将S 扩展成一个更大的集合T. 以T 中的Hub 网页为顶点集V1 ,以权威网页为顶点集V2 。

V1 中的网页到V2 中的网页的超链接为边集E ,形成一个二分有向图. 对V1 中的任一个顶点v ,用h ( v) 表示网页v 的Hub 值,且h ( v)收敛;对V2 中的顶点u ,用a ( u) 表示网页的Authority 值。

开始时h ( v) = a ( u) = 1 ,对u 执行I 操作,修改它的a ( u) ,对v执行O操作,修改它的h ( v) ,然后规范化a ( u),h ( v) ,如此不断的重复计算下面的I操作和O操作,直到a ( u),h(v)收敛 。

其中I操作:a ( u) = Σh ( v) ;O 操作: h ( v) = Σa ( u) 。每次迭代对a ( u) 、h ( v) 进行规范化处理: a ( u) = a ( u)/Σ[ a ( q) ]2 ; h ( v) = h ( v)/Σ[ h ( q) ]2 。


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