論文の概要: Learning to Drop: Robust Graph Neural Network via Topological Denoising
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.07057v1
- Date: Fri, 13 Nov 2020 18:53:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-09-25 23:36:59.171333
- Title: Learning to Drop: Robust Graph Neural Network via Topological Denoising
- Title(参考訳): learning to drop: トポロジカル・デノイジングによるロバストグラフニューラルネットワーク
- Authors: Dongsheng Luo, Wei Cheng, Wenchao Yu, Bo Zong, Jingchao Ni, Haifeng
Chen, Xiang Zhang
- Abstract要約: グラフニューラルネットワーク(GNN)のロバスト性および一般化性能を向上させるために,パラメータ化トポロジカルデノイングネットワークであるPTDNetを提案する。
PTDNetは、パラメータ化されたネットワークでスパーシファイドグラフ内のエッジ数をペナル化することで、タスク非関連エッジを創出する。
PTDNetはGNNの性能を著しく向上させ,さらにノイズの多いデータセットでは性能が向上することを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 50.81722989898142
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Graph Neural Networks (GNNs) have shown to be powerful tools for graph
analytics. The key idea is to recursively propagate and aggregate information
along edges of the given graph. Despite their success, however, the existing
GNNs are usually sensitive to the quality of the input graph. Real-world graphs
are often noisy and contain task-irrelevant edges, which may lead to suboptimal
generalization performance in the learned GNN models. In this paper, we propose
PTDNet, a parameterized topological denoising network, to improve the
robustness and generalization performance of GNNs by learning to drop
task-irrelevant edges. PTDNet prunes task-irrelevant edges by penalizing the
number of edges in the sparsified graph with parameterized networks. To take
into consideration of the topology of the entire graph, the nuclear norm
regularization is applied to impose the low-rank constraint on the resulting
sparsified graph for better generalization. PTDNet can be used as a key
component in GNN models to improve their performances on various tasks, such as
node classification and link prediction. Experimental studies on both synthetic
and benchmark datasets show that PTDNet can improve the performance of GNNs
significantly and the performance gain becomes larger for more noisy datasets.
- Abstract(参考訳): グラフニューラルネットワーク(gnns)は、グラフ分析の強力なツールであることが示されている。
重要なアイデアは、与えられたグラフの端に沿って情報を再帰的に伝播し集約することです。
しかし、その成功にもかかわらず、既存のGNNは通常、入力グラフの品質に敏感である。
実世界のグラフは、しばしばノイズが多く、タスク非関連エッジを含んでいるため、学習されたGNNモデルにおいて、最適以下の一般化性能をもたらす可能性がある。
本稿では,タスクに無関係なエッジを落として学習することで,gnnのロバスト性と一般化性能を向上させるために,パラメータ化された位相分極ネットワークであるptdnetを提案する。
PTDNetは、パラメータ化されたネットワークでスパーシファイドグラフ内のエッジ数をペナル化することで、タスク非関連エッジを創出する。
グラフ全体のトポロジーを考慮するために、核ノルム正則化は、結果として生じるスパーシファイドグラフに低ランク制約を課すために適用され、より一般化される。
PTDNetはGNNモデルのキーコンポーネントとして使用することができ、ノード分類やリンク予測など、さまざまなタスクのパフォーマンスを改善することができる。
合成データセットとベンチマークデータセットの両方の実験研究により、PTDNetはGNNの性能を著しく向上し、よりノイズの多いデータセットでは性能が向上することが示された。
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