論文の概要: Automorphic Equivalence-aware Graph Neural Network
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.04218v2
- Date: Tue, 9 Nov 2021 01:43:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-09-28 00:16:12.353180
- Title: Automorphic Equivalence-aware Graph Neural Network
- Title(参考訳): 自己同値対応グラフニューラルネットワーク
- Authors: Fengli Xu, Quanming Yao, Pan Hui, Yong Li
- Abstract要約: エゴ中心の自己同型同値(Ego-AE)の局所的変種を導入する。
我々は,学習可能なAE認識アグリゲータを用いて,各ノードの隣接ノードのEgo-AEを明確に区別するGNN,すなわちGRAPEの新たな変種を設計する。
我々は,ソーシャルネットワーク,eコマース共同購入ネットワーク,引用ネットワークを含む8つの実世界のグラフデータに対して,我々のモデルを実証的に検証した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 44.559519204256965
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Distinguishing the automorphic equivalence of nodes in a graph plays an
essential role in many scientific domains, e.g., computational biologist and
social network analysis. However, existing graph neural networks (GNNs) fail to
capture such an important property. To make GNN aware of automorphic
equivalence, we first introduce a localized variant of this concept --
ego-centered automorphic equivalence (Ego-AE). Then, we design a novel variant
of GNN, i.e., GRAPE, that uses learnable AE-aware aggregators to explicitly
differentiate the Ego-AE of each node's neighbors with the aids of various
subgraph templates. While the design of subgraph templates can be hard, we
further propose a genetic algorithm to automatically search them from graph
data. Moreover, we theoretically prove that GRAPE is expressive in terms of
generating distinct representations for nodes with different Ego-AE features,
which fills in a fundamental gap of existing GNN variants. Finally, we
empirically validate our model on eight real-world graph data, including social
network, e-commerce co-purchase network, and citation network, and show that it
consistently outperforms existing GNNs. The source code is public available at
https://github.com/tsinghua-fib-lab/GRAPE.
- Abstract(参考訳): グラフ内のノードの自己同型同値性の区別は、計算生物学者や社会ネットワーク分析など、多くの科学領域において重要な役割を果たす。
しかし、既存のグラフニューラルネットワーク(GNN)は、そのような重要な特性を捉えていない。
gnn が自己同型同値性を認識するために、我々はまず、この概念の局所化変種 ego-centered automorphic equivalence (ego-ae) を導入する。
そして、学習可能なAE認識アグリゲータを用いて、各ノードのEgo-AEを様々なサブグラフテンプレートの助けを借りて明確に区別するGNNの新しい変種、すなわちGRAPEを設計する。
サブグラフテンプレートの設計は難しいが、グラフデータから自動的に検索する遺伝的アルゴリズムも提案している。
さらに,ego-ae特徴の異なるノードに対して,gnnの既存派生ノードの基本的なギャップを埋めるような表現を生成できることを理論的に証明する。
最後に、ソーシャルネットワーク、eコマース共同購入ネットワーク、引用ネットワークを含む8つの実世界のグラフデータに対して、我々のモデルを実証的に検証し、既存のGNNよりも一貫して優れていることを示す。
ソースコードはhttps://github.com/tsinghua-fib-lab/GRAPEで公開されている。
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