論文の概要: Deep Generative Model for Periodic Graphs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.11932v1
- Date: Fri, 28 Jan 2022 04:56:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-02-01 04:51:27.253658
- Title: Deep Generative Model for Periodic Graphs
- Title(参考訳): 周期グラフの深い生成モデル
- Authors: Shiyu Wang, Xiaojie Guo, Liang Zhao
- Abstract要約: 深層生成モデルは、一般的なグラフを自動生成する大きな可能性を示してきた。
本稿では,局所グラフパターンとグローバルグラフパターンを自動学習し,分解し,生成するための周期グラフ分散変分自動エンコーダ(PGD-VAE)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.457316093814516
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Periodic graphs are graphs consisting of repetitive local structures, such as
crystal nets and polygon mesh. Their generative modeling has great potential in
real-world applications such as material design and graphics synthesis.
Classical models either rely on domain-specific predefined generation
principles (e.g., in crystal net design), or follow geometry-based prescribed
rules. Recently, deep generative models has shown great promise in
automatically generating general graphs. However, their advancement into
periodic graphs have not been well explored due to several key challenges in 1)
maintaining graph periodicity; 2) disentangling local and global patterns; and
3) efficiency in learning repetitive patterns. To address them, this paper
proposes Periodical-Graph Disentangled Variational Auto-encoder (PGD-VAE), a
new deep generative models for periodic graphs that can automatically learn,
disentangle, and generate local and global graph patterns. Specifically, we
develop a new periodic graph encoder consisting of global-pattern encoder and
local-pattern encoder that ensures to disentangle the representation into
global and local semantics. We then propose a new periodic graph decoder
consisting of local structure decoder, neighborhood decoder, and global
structure decoder, as well as the assembler of their outputs that guarantees
periodicity. Moreover, we design a new model learning objective that helps
ensure the invariance of local-semantic representations for the graphs with the
same local structure. Comprehensive experimental evaluations have been
conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed method. The code of
proposed PGD-VAE is availabe at https://github.com/shi-yu-wang/PGD-VAE.
- Abstract(参考訳): 周期グラフは、クリスタルネットやポリゴンメッシュのような繰り返し局所構造からなるグラフである。
それらの生成モデリングは、マテリアルデザインやグラフィック合成といった現実世界の応用に大きな可能性を秘めている。
古典モデルは、ドメイン固有の事前定義された生成原理(例えば、クリスタルネット設計)に依存するか、または幾何学に基づく所定の規則に従う。
近年,深層生成モデルが一般グラフの自動生成に大きな期待を寄せている。
しかし、それらの周期グラフへの進歩は、いくつかの重要な課題のために、十分に研究されていない。
1) グラフ周期性を維持すること
2) 地域的及びグローバル的パターンの分離
3)反復パターン学習の効率性。
そこで本研究では,周期グラフの深部生成モデルとして,局所およびグローバルグラフパターンの自動学習・解離・生成が可能な周期グラフ分散変分オートエンコーダ(PGD-VAE)を提案する。
具体的には,グローバル・パターン・エンコーダとローカル・パターン・エンコーダからなる周期グラフエンコーダを開発し,その表現をグローバル・ローカル・セマンティクスに変換する。
次に、局所構造デコーダ、近傍デコーダ、大域構造デコーダからなる新しい周期グラフデコーダと、周期性を保証するそれらの出力のアセンブラを提案する。
さらに,同じ局所構造を持つグラフに対して局所意味表現の不変性を確実にする新しいモデル学習目標を設計する。
提案手法の有効性を実証するための総合的な実験的評価を行った。
PGD-VAEのコードはhttps://github.com/shi-yu-wang/PGD-VAEで公開されている。
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