Introduction aux r´eseaux complexes et applications
au traitement de la langue
Nicolas Dugu´e - S´eminaire Synalp
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R´ef´erences I
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R´ef´erences II
[BDK15] Vincent D ...
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R´ef´erences III
[DM01] Sergey N D...
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R´ef´erences IV
[iCS01] Ramon Ferr...
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R´ef´erences V
[MdMLD02] Adilson E...
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R´ef´erences VIII
[YL15] Jaewon Ya...
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Introduction aux réseaux complexes et applications au traitement de la langue

  1. 1. Introduction aux r´eseaux complexes et applications au traitement de la langue Nicolas Dugu´e - S´eminaire Synalp Figure issue de [New04] 25 septembre 2015
  2. 2. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´eseau : une d´efinition ultra formelle 2/48 N. Dugu´e
  3. 3. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´eseau : une d´efinition ultra formelle Des points... Reli´es par des traits ! 2/48 N. Dugu´e
  4. 4. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´eseau : une d´efinition ultra formelle Des points... Reli´es par des traits ! Terminologie R´eseau ou graphe ; Noeud ou sommet ; Lien ou arˆete ; Lien orient´e ou arc. 2/48 N. Dugu´e
  5. 5. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : R´eseau des blogs politique aux ´etats unis par Adamic et Glance en 2005, les conservateurs en rouge, les lib´eraux en bleu [AG05] 3/48 N. Dugu´e
  6. 6. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : Le Zachary Karat´e Club [Zac77] 3/48 N. Dugu´e
  7. 7. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : Barrett Lyon / The Opte Project Visualization of the routing paths of the Internet. 3/48 N. Dugu´e
  8. 8. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : Barrett Lyon / The Opte Project Visualization of the routing paths of the Internet. 3/48 N. Dugu´e
  9. 9. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION La bible : http ://konect.uni-koblenz.de/networks/ R´eseaux de : citations ; collaborations ; sociaux ; transport ; pages web ; biologiques ; trucs moins conventionnels ; 4/48 N. Dugu´e
  10. 10. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION La bible : http ://konect.uni-koblenz.de/networks/ R´eseaux de : citations ; collaborations ; sociaux ; transport ; pages web ; biologiques ; trucs moins conventionnels ; 4/48 N. Dugu´e
  11. 11. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION La bible : http ://konect.uni-koblenz.de/networks/ R´eseaux de : citations ; collaborations ; sociaux ; transport ; pages web ; biologiques ; trucs moins conventionnels ; 4/48 N. Dugu´e
  12. 12. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION La bible : http ://konect.uni-koblenz.de/networks/ R´eseaux de : citations ; collaborations ; sociaux ; transport ; pages web ; biologiques ; trucs moins conventionnels ; 4/48 N. Dugu´e
  13. 13. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION La bible : http ://konect.uni-koblenz.de/networks/ R´eseaux de : citations ; collaborations ; sociaux ; transport ; pages web ; biologiques ; trucs moins conventionnels ; 4/48 N. Dugu´e
  14. 14. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION La bible : http ://konect.uni-koblenz.de/networks/ R´eseaux de : citations ; collaborations ; sociaux ; transport ; pages web ; biologiques ; trucs moins conventionnels ; 4/48 N. Dugu´e
  15. 15. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION La bible : http ://konect.uni-koblenz.de/networks/ R´eseaux de : citations ; collaborations ; sociaux ; transport ; pages web ; biologiques ; trucs moins conventionnels ; 4/48 N. Dugu´e
  16. 16. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 5/48 N. Dugu´e
  17. 17. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Mod`ele Erdos-R´enyi : r´eseaux al´eatoires Intuition Barab´asi : ”people follow their unique interests when deciding what sites to link their Web documents to, and given the diversity of everyone’s interests and the tremendous number of pages they can choose from, the resulting pattern of connections should appear fairly random.” [BB03] 6/48 N. Dugu´e
  18. 18. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Mod`ele Erdos-R´enyi : r´eseaux al´eatoires n noeuds. Entre chaque paire, une arˆete existe avec probabilit´e p 6/48 N. Dugu´e
  19. 19. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Mod`ele Erdos-R´enyi : r´eseaux al´eatoires n noeuds. Entre chaque paire, une arˆete existe avec probabilit´e p Propagation d’´epid´emies ; Algorithmes de routing ; Percolation. 6/48 N. Dugu´e
  20. 20. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Mod`ele Erdos-R´enyi : r´eseaux al´eatoires Erdos-R´enyi Giant Component growth - p > ln(n) n 6/48 N. Dugu´e
  21. 21. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Le mod`ele Erdos-R´enyi est il un bon mod`ele ? FIGURE : Issu de Barab´asi [BB03] 7/48 N. Dugu´e
  22. 22. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Le mod`ele Erdos-R´enyi est il un bon mod`ele ? FIGURE : Issu de Barab´asi [BB03] Distribution de Poisson. Le degr´e moyen d´epend de la taille du r´eseau. La distribution de des degr´es est homog`ene. 8/48 N. Dugu´e
  23. 23. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 9/48 N. Dugu´e
  24. 24. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : Flickr friendships [MKG+ 08] FIGURE : Youtube friendships [YL15] FIGURE : Email in Enron [KY04] FIGURE : Chinese wikipedia [NSW+ 11] FIGURE : Linux source code includes FIGURE : Flights between us airports [Ops11] 10/48 N. Dugu´e
  25. 25. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Distribution des degr´es des r´eseaux du r´eel Distribution en loi de puissance ! La distribution ne d´epend pas de la taille du r´eseau. La distribution des degr´es est tr`es h´et´erog`ene. 11/48 N. Dugu´e
  26. 26. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Loi de puissance FIGURE : Issu de Barab´asi [BB03] 12/48 N. Dugu´e
  27. 27. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Distribution des degr´es des r´eseaux du r´eel Mod`ele de Barab´asi-Albert [BA99] Id´ee : m´ecanisme local → propri´et´e ´emergente Le r´eseau grandit avec l’ajout de nouveaux sommets ; L’attachement pr´ef´erentiel : pi = d(ni ) m . → Richs get richer. 13/48 N. Dugu´e
  28. 28. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Attachement pr´ef´erentiel Barab´asi-Albert model [BA99] 14/48 N. Dugu´e
  29. 29. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 15/48 N. Dugu´e
  30. 30. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Le petit-monde Le ”paradoxe de Milgram” Les ”six degr´es de s´eparation” Exp´erience de Milgram 50 lettres donn´ees `a 50 recrues du Nebraska Destinataire : un agent de change du Massachussets Lettres pass´ees de connaissances en connaissances 3 lettres arrivent `a destination dont une en moins de 4 jours. 16/48 N. Dugu´e
  31. 31. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Plus court chemin et coefficient de clustering Plus court chemin Chemin avec le nombre de noeuds minimum Coefficient de clustering Ci = 2mi di (di −1) avec mi le nombre d’arˆetes entre les di voisins du noeud i 17/48 N. Dugu´e
  32. 32. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : Issu de Watts et Strogatz [WS98] 18/48 N. Dugu´e
  33. 33. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Mod`ele Watts-Strogatz : petit monde FIGURE : Issu de Watts et Strogatz [WS98] 19/48 N. Dugu´e
  34. 34. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Mod`ele Watts-Strogatz : petit monde Un cercle de n noeuds connect´es `a leurs voisins On parcourt le cercle, et pour chaque noeud, on le rebranche al´eatoirement avec une probabilit´e p → p = 0 : cercle r´egulier ; p = 1 : r´eseau al´eatoire 19/48 N. Dugu´e
  35. 35. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Mod`ele Watts-Strogatz : petit monde Small World network model 19/48 N. Dugu´e
  36. 36. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Mod`ele Watts-Strogatz : petit monde FIGURE : Issu de Watts et Strogatz [WS98] 19/48 N. Dugu´e
  37. 37. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 20/48 N. Dugu´e
  38. 38. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Une organisation communautaire Exemples Des communaut´es d’amis Des communaut´es scientifiques Des blogs sur le mˆeme sujet Des a´eroports particuli`erement connect´es 21/48 N. Dugu´e
  39. 39. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Une organisation communautaire Exemples Des communaut´es d’amis Des communaut´es scientifiques Des blogs sur le mˆeme sujet Des a´eroports particuli`erement connect´es 21/48 N. Dugu´e
  40. 40. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Une organisation communautaire Exemples Des communaut´es d’amis Des communaut´es scientifiques Des blogs sur le mˆeme sujet Des a´eroports particuli`erement connect´es 21/48 N. Dugu´e
  41. 41. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Une organisation communautaire Exemples Des communaut´es d’amis Des communaut´es scientifiques Des blogs sur le mˆeme sujet Des a´eroports particuli`erement connect´es 21/48 N. Dugu´e
  42. 42. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Une organisation communautaire Girvan et Newman parle de modularit´e du r´eseau [GN02] Ravasz et Barab´asi d´ecrivent une organisation modulaire hi´erarchique [RB03] 21/48 N. Dugu´e
  43. 43. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Une organisation communautaire Des communaut´es hi´erarchiques : plusieurs ´echelles Une ´equipe dans un labo → Un labo → Une communaut´e scientifique → La communaut´es des scientifiques 21/48 N. Dugu´e
  44. 44. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION D´etecter la structure de communaut´es 615 10 19 2 4 9 2114 85 22 16 18 12 1 7 3 13 11 17 20 22/48 N. Dugu´e
  45. 45. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION D´etecter la structure de communaut´es Modularit´e [GN02] Q = 1 2m i,j (Aij − d(i)d(j) 2m )δ(ci, cj) d(i) le degr´e du noeud i m le nombre d’arˆetes du r´eseau Aij le poids de l’arˆete entre i et j ou 0 s’il n’y en a pas ci la communaut´e du noeud i δ(ci , cj ) ´egal `a 1 si i et j sont dans la mˆeme communaut´e, 0 sinon. 22/48 N. Dugu´e
  46. 46. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION D´etecter la structure de communaut´es Algorithme de Louvain [BGLL08] Optimisation : NP-difficile → Louvain : Algorithme glouton 22/48 N. Dugu´e
  47. 47. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : Distribution linguistique des communaut´es du r´eseau d’appel des t´el´ephones portables belges issue de Blondel et al. [BDK15] 23/48 N. Dugu´e
  48. 48. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 24/48 N. Dugu´e
  49. 49. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´eseaux de co-occurence de mots Cancho et Sol´e [iCS01] The British National Corpus Chaque mot unique est un sommet Il existe une arˆete entre deux mots voisins `a distance au plus 2 → n ∼ 500.000 et m ∼ 18.000.000 25/48 N. Dugu´e
  50. 50. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´eseaux de co-occurence de mots FIGURE : Le r´eseau est small-world d’apr`es Cancho et Sol´e [iCS01] 25/48 N. Dugu´e
  51. 51. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´eseaux de co-occurence de mots FIGURE : La distribution des degr´es : deux r´egimes de power-law d’apr`es Cancho et Sol´e [iCS01] 25/48 N. Dugu´e
  52. 52. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´eseaux de co-occurence de mots Deux r´egimes 5.000 mots plus connect´es (kernel lexicons) → Attachement pr´ef´erentiel → Utilisation pr´ef´erentielle de mots communs, faciles `a mobiliser et `a comprendre → Mod`ele Dorogovstev et Mendes d’´evolution du langage [DM01] 25/48 N. Dugu´e
  53. 53. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´eseaux de co-occurence de mots FIGURE : Mod`ele Dorogovstev et Mendes [DM01] `a deux r´egimes de power-law [iCS01] 25/48 N. Dugu´e
  54. 54. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 26/48 N. Dugu´e
  55. 55. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Langage naturel John put an envelope on the table. The envelope on the table fell to the floor. The address on the envelope is wrong. FIGURE : Figure issue de Cong et Liu [CL14]. A gauche, le r´eseau de co-occurence. A droite, le r´eseau syntaxique. 27/48 N. Dugu´e
  56. 56. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Cancho et Sol´e [iCSK04] Trois corpus en trois langues diff´erentes annot´es : Tch`eque Allemand Roumain → Langues de familles diff´erentes 28/48 N. Dugu´e
  57. 57. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : Les r´eseaux sont small-world d’apr`es Cancho et Sol´e [iCSK04] 28/48 N. Dugu´e
  58. 58. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION FIGURE : La distribution cumulative des degr´es entrant et sortant d’apr`es Cancho et Sol´e [iCSK04] 28/48 N. Dugu´e
  59. 59. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 29/48 N. Dugu´e
  60. 60. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Les r´eseaux de concepts Deux mots sont connect´es s’ils expriment le mˆeme concept. FIGURE : Issu de Motter et al. [MdMLD02] 30/48 N. Dugu´e
  61. 61. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Les r´eseaux de concepts Motter et al. [MdMLD02] Cr´eation du r´eseau `a partir d’un Th´esaurus anglais n ∼ 30.000 et m ∼ 1.800.000 31/48 N. Dugu´e
  62. 62. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Les r´eseaux de concepts Motter et al. [MdMLD02] Cr´eation du r´eseau `a partir d’un Th´esaurus anglais n ∼ 30.000 et m ∼ 1.800.000 31/48 N. Dugu´e
  63. 63. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Les r´eseaux de concepts Motter et al. [MdMLD02] Cr´eation du r´eseau `a partir d’un Th´esaurus anglais n ∼ 30.000 et m ∼ 1.800.000 Des raccourcis dans les associations d’id´ees : ”character” et ”universe” li´es par ”nature” 31/48 N. Dugu´e
  64. 64. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Les r´eseaux de concepts → Attachement pr´ef´erentiel des concepts 31/48 N. Dugu´e
  65. 65. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 32/48 N. Dugu´e
  66. 66. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Classification des langues Textes parall`eles Un roman ”How the steel was tempered”. 14 textes parall`eles. 12 en langue slaves s´epar´ees en trois branches : Eastern, Western, Southern. 1 en chinois. 1 en anglais. R´eseau de co-occurence de mots Un r´eseau par langue, pas de pr´e-traitements. Calcul du degr´e moyen, du coefficient de clustering, du diam`etre, exposant de la loi de puissance, etc 33/48 N. Dugu´e
  67. 67. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Hi´erarchie de langages FIGURE : Figure issue de Cong et Liu [CL14] 34/48 N. Dugu´e
  68. 68. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 35/48 N. Dugu´e
  69. 69. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Attribution de paternit´e Mehri et al. [MDS12] 36 livres. 5 auteurs perses. 5 ´epoques diff´erentes. Des styles de po´esie perses communs. 36/48 N. Dugu´e
  70. 70. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Attribution de paternit´e R´eseau de co-occurence de mots Un r´eseau par livre, pas de pr´e-traitements. Calcul du degr´e moyen, du coefficient de clustering, du diam`etre, exposant de la loi de puissance, etc. Nombre de liens en fonction du nombre de noeuds. 36/48 N. Dugu´e
  71. 71. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Attribution de paternit´e R´eseau de co-occurence de mots Un r´eseau par livre, pas de pr´e-traitements. Calcul du degr´e moyen, du coefficient de clustering, du diam`etre, exposant de la loi de puissance, etc. Nombre de liens en fonction du nombre de noeuds. Classification Des propri´et´es globales qui semblent discriminantes. Une classification `a partir de ces propri´et´es qui fonctionne. 36/48 N. Dugu´e
  72. 72. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 37/48 N. Dugu´e
  73. 73. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Construction automatique de r´eseaux de concepts Veling et van der Weerd [VVDW99] Construction d’un r´eseau de co-occurence : Lemmatisation Rep´erage de toutes les co-occurences entre deux mots `a une distance 50 ; ´Evaluation de la pertinence de ces co-occurences ; Pond´eration du lien entre chaque paire de mots co-occurents. 38/48 N. Dugu´e
  74. 74. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Construction automatique de r´eseaux de concepts FIGURE : Co-occurences de ”bomb” issu de la base Reuters par Veling et van der Weerd [VVDW99] 38/48 N. Dugu´e
  75. 75. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Construction automatique de r´eseaux de concepts Groupement de concepts M´ethode ad-hoc de ”percolation” de cliques. FIGURE : Groupes cr´e´es par Veling et van der Weerd [VVDW99] 38/48 N. Dugu´e
  76. 76. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION 1 Les r´eseaux complexes R´eseaux du r´eel Un premier mod`ele Distribution des degr´es Petit-monde Communaut´es 2 Les r´eseaux complexes issus de textes Les r´eseaux de co-occurence de mots Les r´eseaux syntaxiques Les r´eseaux de concepts 3 Applications Classification des langues Authorship recognition Construction automatique de r´eseaux de concepts 39/48 N. Dugu´e
  77. 77. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion Des propri´et´es globales non triviales Distribution des degr´es en loi de puissance ; Effet petit-monde ; Structure de communaut´es. 40/48 N. Dugu´e
  78. 78. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion Des propri´et´es globales non triviales Distribution des degr´es en loi de puissance ; Effet petit-monde ; Structure de communaut´es. 40/48 N. Dugu´e
  79. 79. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion Des propri´et´es globales non triviales Distribution des degr´es en loi de puissance ; Effet petit-monde ; Structure de communaut´es. 40/48 N. Dugu´e
  80. 80. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion Des propri´et´es globales non triviales Distribution des degr´es en loi de puissance ; Effet petit-monde ; Structure de communaut´es. Des m´ecanismes locaux pour les expliquer Attachement pr´ef´erentiel ; ”raccourcis” ; Transitivit´e. 40/48 N. Dugu´e
  81. 81. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion Des propri´et´es globales non triviales Distribution des degr´es en loi de puissance ; Effet petit-monde ; Structure de communaut´es. Des m´ecanismes locaux pour les expliquer Attachement pr´ef´erentiel ; ”raccourcis” ; Transitivit´e. 40/48 N. Dugu´e
  82. 82. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion Des propri´et´es globales non triviales Distribution des degr´es en loi de puissance ; Effet petit-monde ; Structure de communaut´es. Des m´ecanismes locaux pour les expliquer Attachement pr´ef´erentiel ; ”raccourcis” ; Transitivit´e. 40/48 N. Dugu´e
  83. 83. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion Des propri´et´es globales non triviales Distribution des degr´es en loi de puissance ; Effet petit-monde ; Structure de communaut´es. Des m´ecanismes locaux pour les expliquer Attachement pr´ef´erentiel ; ”raccourcis” ; Transitivit´e. Des algorithmes pour identifier et analyser D´etection de communaut´es ; Rˆoles communautaires ; 40/48 N. Dugu´e
  84. 84. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion Des propri´et´es globales non triviales Distribution des degr´es en loi de puissance ; Effet petit-monde ; Structure de communaut´es. Des m´ecanismes locaux pour les expliquer Attachement pr´ef´erentiel ; ”raccourcis” ; Transitivit´e. Des algorithmes pour identifier et analyser D´etection de communaut´es ; Rˆoles communautaires ; 40/48 N. Dugu´e
  85. 85. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION Conclusion D’autres applications possibles ? D´esambigu¨ısation du sens d’un mot Spell-checker Pour ajuster la g´en´eration de textes ? Quels sont les m´ecanismes locaux (grammaire, syntaxe, ...) qui font ´emerger les propri´et´es globales des r´eseaux ? ... ? 40/48 N. Dugu´e
  86. 86. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´ef´erences I [AG05] Lada A. Adamic and Natalie Glance. The political blogosphere and the 2004 u.s. election : Divided they blog. In Proceedings of the 3rd International Workshop on Link Discovery, LinkKDD ’05, pages 36–43, New York, NY, USA, 2005. ACM. [BA99] Albert-L´aszl´o Barab´asi and R´eka Albert. Emergence of scaling in random networks. science, 286(5439) :509–512, 1999. [BB03] Albert-L´aszl´o Barab´asi and Eric Bonabeau. Scale-free networks. Scientific American, 288(5) :50–59, 2003. 41/48 N. Dugu´e
  87. 87. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´ef´erences II [BDK15] Vincent D Blondel, Adeline Decuyper, and Gautier Krings. A survey of results on mobile phone datasets analysis. arXiv preprint arXiv :1502.03406, 2015. [BGLL08] Vincent Blondel, Jean-Loup Guillaume, Renaud Lambiotte, and Etienne Lefebvre. Fast unfolding of communities in large networks. J. Stat. Mech., 10 :P10008, Oct 2008. [CL14] Jin Cong and Haitao Liu. Approaching human language with complex networks. Physics of life reviews, 11(4) :598–618, 2014. 42/48 N. Dugu´e
  88. 88. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´ef´erences III [DM01] Sergey N Dorogovtsev and Jos´e Fernando F Mendes. Language as an evolving word web. Proceedings of the Royal Society of London B : Biological Sciences, 268(1485) :2603–2606, 2001. [GA05] R. Guimer`a and L. Amaral. Functional cartography of complex metabolic networks. Nature, 433 :895–900, 2005. [GN02] M. Girvan and M. E. J. Newman. Community structure in social and biological networks. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(12) :7821–7826, 2002. 43/48 N. Dugu´e
  89. 89. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´ef´erences IV [iCS01] Ramon Ferrer i Cancho and Richard V Sol´e. The small world of human language. Proceedings of the Royal Society of London B : Biological Sciences, 268(1482) :2261–2265, 2001. [iCSK04] Ramon Ferrer i Cancho, Ricard V Sol´e, and Reinhard K¨ohler. Patterns in syntactic dependency networks. Physical Review E, 69(5) :051915, 2004. [KY04] Bryan Klimt and Yiming Yang. The enron corpus : A new dataset for email classification research. In Machine learning : ECML 2004, pages 217–226. Springer, 2004. 44/48 N. Dugu´e
  90. 90. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´ef´erences V [MdMLD02] Adilson E Motter, Alessandro PS de Moura, Ying-Cheng Lai, and Partha Dasgupta. Topology of the conceptual network of language. Physical Review E, 65(6) :065102, 2002. [MDS12] Ali Mehri, Amir H. Darooneh, and Ashrafalsadat Shariati. The complex networks approach for authorship attribution of books. Physica A : Statistical Mechanics and its Applications, 391(7) :2429 – 2437, 2012. [MKG+ 08] Alan Mislove, Hema Swetha Koppula, Krishna P Gummadi, Peter Druschel, and Bobby Bhattacharjee. Growth of the flickr social network. In Proceedings of the first workshop on Online social networks, pages 25–30. ACM, 2008. 45/48 N. Dugu´e
  91. 91. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´ef´erences VI [New04] Mark EJ Newman. Analysis of weighted networks. Physical Review E, 70(5) :056131, 2004. [NSW+ 11] Xing Niu, Xinruo Sun, Haofen Wang, Shu Rong, Guilin Qi, and Yong Yu. Zhishi. me-weaving chinese linking open data. In The Semantic Web–ISWC 2011, pages 205–220. Springer, 2011. [Ops11] Tore Opsahl. Why anchorage is not (that) important : Binary ties and sample selection. online] http ://toreopsahl. com/2011/08/12/why-anchorage-is-not- that-important-binary-tiesand-sample-selection (accessed September 2013), 2011. 46/48 N. Dugu´e
  92. 92. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´ef´erences VII [RB03] Erzs´ebet Ravasz and Albert-L´aszl´o Barab´asi. Hierarchical organization in complex networks. Physical Review E, 67(2) :026112, 2003. [VVDW99] Anne Veling and Peter Van Der Weerd. Conceptual grouping in word co-occurrence networks. In Proceedings of the 16th International Joint Conference on Artificial Intelligence - Volume 2, IJCAI’99, pages 694–699, San Francisco, CA, USA, 1999. Morgan Kaufmann Publishers Inc. [WS98] Duncan J Watts and Steven H Strogatz. Collective dynamics of ’small-world’ networks. nature, 393(6684) :440–442, 1998. 47/48 N. Dugu´e
  93. 93. LES R ´ESEAUX COMPLEXES LES R ´ESEAUX COMPLEXES ISSUS DE TEXTES APPLICATIONS CONCLUSION R´ef´erences VIII [YL15] Jaewon Yang and Jure Leskovec. Defining and evaluating network communities based on ground-truth. Knowl. Inf. Syst., 42(1) :181–213, January 2015. [Zac77] Wayne W. Zachary. An information flow model for conflict and fission in small groups. Journal of Anthropological Research, 33(4) :pp. 452–473, 1977. 48/48 N. Dugu´e

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