論文の概要: Node Embedding using Mutual Information and Self-Supervision based
Bi-level Aggregation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.13014v1
- Date: Tue, 27 Apr 2021 07:32:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-04-28 22:04:34.508744
- Title: Node Embedding using Mutual Information and Self-Supervision based
Bi-level Aggregation
- Title(参考訳): 相互情報と自己スーパービジョンに基づくバイレベルアグリゲーションを用いたノード埋め込み
- Authors: Kashob Kumar Roy, Amit Roy, A K M Mahbubur Rahman, M Ashraful Amin and
Amin Ahsan Ali
- Abstract要約: グラフニューラルネットワークは、近傍のグラフから情報を集約することで、ノードの低次元表現を学習する。
我々は,1)コミュニティ内でノードが密結合され,各ノードが上位のMIを隣人と共有するtextitLocal Neighborhood,2)MIベースのノードクラスタリングを導入して,同一クラスタ内の情報的かつ図形的に離れたノードを組み立てる textitNon-Local Neighborhood という2つのタイプを定義するために相互情報(MI)を利用する。
我々は,このモデルが多種多様グラフおよび異種グラフにおいて最先端手法を著しく上回っていることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.7088996845250897
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Graph Neural Networks (GNNs) learn low dimensional representations of nodes
by aggregating information from their neighborhood in graphs. However,
traditional GNNs suffer from two fundamental shortcomings due to their local
($l$-hop neighborhood) aggregation scheme. First, not all nodes in the
neighborhood carry relevant information for the target node. Since GNNs do not
exclude noisy nodes in their neighborhood, irrelevant information gets
aggregated, which reduces the quality of the representation. Second,
traditional GNNs also fail to capture long-range non-local dependencies between
nodes. To address these limitations, we exploit mutual information (MI) to
define two types of neighborhood, 1) \textit{Local Neighborhood} where nodes
are densely connected within a community and each node would share higher MI
with its neighbors, and 2) \textit{Non-Local Neighborhood} where MI-based node
clustering is introduced to assemble informative but graphically distant nodes
in the same cluster. To generate node presentations, we combine the embeddings
generated by bi-level aggregation - local aggregation to aggregate features
from local neighborhoods to avoid noisy information and non-local aggregation
to aggregate features from non-local neighborhoods. Furthermore, we leverage
self-supervision learning to estimate MI with few labeled data. Finally, we
show that our model significantly outperforms the state-of-the-art methods in a
wide range of assortative and disassortative graphs.
- Abstract(参考訳): グラフニューラルネットワーク(GNN)は、近隣の情報をグラフで集約することで、ノードの低次元表現を学習する。
しかし、伝統的なGNNは、地元(l$-hop neighborhood)のアグリゲーションスキームのために、2つの根本的な欠点に悩まされている。
まず、近隣の全てのノードが対象ノードに関連する情報を持っているわけではない。
gnnは近隣のノイズノードを除外しないので、関連しない情報が集約され、表現の品質が低下する。
第二に、従来のGNNはノード間の長距離非ローカル依存関係をキャプチャできない。
これらの制限に対処するために,1) ノードがコミュニティ内で密結合され,各ノードが近隣ノードと高いMIを共有している場合,2) MI ベースのノードクラスタリングを導入して,同一クラスタ内の情報的かつ図形的に離れたノードを知らせる場合,の2つのタイプを定義するために相互情報(MI)を利用する。
ローカルアグリゲーション - ローカルアグリゲーション - ローカルアグリゲーション - によって生成された埋め込みを組み合わせることで、ノイズ情報や非ローカルアグリゲーションを回避することで、非ローカルアグリゲーションの機能を集約する。
さらに、自己超越学習を利用して、ラベル付きデータが少ないMIを推定する。
最後に,本モデルが多種多様かつ異種なグラフにおいて,最先端の手法を著しく上回っていることを示す。
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