[发明专利]稳定图布局确定

说明书

一些实施例涉及一种用于确定图的布局的图布局设备。该图由通过节点集合的路径集合导出。该图的节点被包括在节点集合中。该路径集合是通过该节点集合的全局路径集合的子集。该布局包括图的每个节点的位置。图布局设备计算全局排名分配，过滤全局路径集合以获得路径集合，并且基于全局排名分配来计算该图的布局。

技术领域

本发明涉及一种图布局设备、图布局方法和计算机可读介质。

背景技术

例如在物理、生物、社会和信息系统中的各种关系和过程可以被表示为包括节点和边缘的图。例如，在生物系统中，节点可以表示存在某种物种的区域，并且边缘可以表示区域之间的迁移路径。对于从数据获得洞察力特别有用的一种图是由路径的集合(例如图的节点的序列)导出(induce)的图。例如，在信息系统中，路径可以表示相关日志记录活动的时间序列(例如“登录”和“注销”)。这样的路径集合可以导出包括它们的节点和这些节点之间的连通图。该图有助于深入了解路径中哪些节点经常一起出现，例如随后经常执行哪些被日志记录的活动。

以下是有益的，即，向用户提供图的可视化，以例如用于更好地理解它表示的数据。绘图的技术领域涉及确定图的顶点和边缘的(例如绘图表示)布局。绘图很复杂：同一图的许多布局都是可能的，并且用于确定布局的算法必须平衡各种因素，诸如性能、所得图的大小、以及各种美学参数(诸如边缘交叉的数目、边缘的长度、以及节点的空间分布)。

现有技术中已知的一类绘图技术关注于层次绘图，也称为分层绘图或杉山风格绘图，如罗伯托塔马西亚(Roberto Tamassia)(编辑)在“绘图和可视化手册(Handbook ofGraph Drawing and Visualization)”第13章“层次描绘算法(Hierarchical DrawingAlgorithms)”中所讨论的。层次绘图通常至少涉及：循环去除步骤，其中使图变为非循环；层分配步骤，其中节点被划分为层或排名；顶点定序步骤，其中具有相同排名的顶点被定序；以及X坐标分配步骤，其中节点的精确定位被确定。这些步骤中的若干步骤涉及解决复杂的优化问题，对此通常需要求助于启发法。例如，如在“绘图和可视化手册”中详细描述的，可以使用执行步骤的各种方式。例如，在作为Graphviz图可视化软件包的一部分的“点”工具中，可以使用层次绘图的实施方式。

使用现有的分层绘图方法来确定图的布局的缺点是，从稳定性的角度来看，其结果并不令人满意。图布局的稳定性涉及在改变图时最小化节点和边缘的放置的差异，例如不同的布局应该保留边缘的方向、节点之间的相对距离、和/或布局中的节点的位置，具体地，同时还考虑了导出图的路径。例如，在用于数据集的交互式分析的系统中，例如通过执行例如路径的各种过滤并且检阅所得图，各种所得图之间的稳定性是期望的，以例如使用户更容易观察到变化。然而，稳定性通常无法通过现有的分层绘图方法来保证，例如，添加或去除单个边缘可能会导致图的布局完全不同，使得难以了解什么发生了变化。

因此，期望提供一种具有提高稳定性的用于路径所导出的图的图布局方法。

发明内容

提出了一种权利要求中定义的图布局设备。图布局设备确定图的布局。该图是由通过节点集合的路径集合导出的。图的节点被包括在节点集合中，并且路径集合是通过节点集合的全局路径集合的子集。布局包括图的每个节点的位置。图布局设备计算将排名分配给节点集合中的每个节点的全局排名分配。计算全局排名分配包括从全局路径集合迭代地选择路径，并且基于所选择的路径来更新全局排名分配。图布局设备过滤全局路径集合以获得路径集合，图布局设备基于全局排名分配来计算图的布局，其中具有相等排名分配的图的节点被彼此相邻地放置，并且将图的布局存储在存储器中。

有趣的是，通过使用全局路径集合来计算全局排名分配并且使用全局排名分配来计算图的布局，提高了稳定性，因为与同一全局节点集合相关的不同图可能会重新使用相同的全局排名分配；而且，通过该方式计算全局排名分配和/或重新使用它可以提供性能优势和/或可以使得图与基础数据更紧密地匹配。