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A Family of Centrality Measures for Graph Data Based on Subgraphs
Indexado
WoS WOS:001325909100004
Scopus SCOPUS_ID:85197645809
DOI 10.1145/3649134
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We present the theoretical foundations and first experimental study of a new approach in centrality measures for graph data. The main principle is straightforward: the more relevant subgraphs around a vertex, the more central it is in the network. We formalize the notion of "relevant subgraphs"by choosing a family of subgraphs that, given a graph G and a vertex v, assigns a subset of connected subgraphs of G that contains v. Any of such families defines a measure of centrality by counting the number of subgraphs assigned to the vertex, i.e., a vertex will be more important for the network if it belongs to more subgraphs in the family. We show several examples of this approach. In particular, we propose the All-Subgraphs (All-Trees) centrality, a centrality measure that considers every subgraph (tree). We study fundamental properties over families of subgraphs that guarantee desirable properties over the centrality measure. Interestingly, All-Subgraphs and All-Trees satisfy all these properties, showing their robustness as centrality notions. To conclude the theoretical analysis, we study the computational complexity of counting certain families of subgraphs and show a linear time algorithm to compute the All-Subgraphs and All-Trees centrality for graphs with bounded treewidth. Finally, we implemented these algorithms and computed these measures over more than one hundred real-world networks. With this data, we present an empirical comparison between well-known centrality measures and those proposed in this work.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Computer Science, Software Engineering
Computer Science, Information Systems
Scopus
Information Systems
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Bugedo, Sebastián - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
Millennium Institutefor Fdn Res Data - Chile
2 Riveros, Cristian Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
Millennium Institutefor Fdn Res Data - Chile
3 Salas, Jorge - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
Millennium Institutefor Fdn Res Data - Chile

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Financiamiento



Fuente
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
ANID-Millennium

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Agradecimientos



Agradecimiento
This work was funded by ANID\u2014Millennium Science Initiative Program\u2014Code ICN17_002.

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