論文の概要: Bayesian Deep Learning for Graphs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.12348v1
- Date: Thu, 24 Feb 2022 20:18:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-02-28 13:43:28.898741
- Title: Bayesian Deep Learning for Graphs
- Title(参考訳): グラフのためのベイズ深層学習
- Authors: Federico Errica
- Abstract要約: 論文は、この分野のほとんどのメソッドが構築される原則のレビューから始まり、続いてグラフ分類問題の研究が続く。
そこから、ディープアーキテクチャを漸進的に構築することで、グラフのディープラーニングに関する基本的なアイデアをベイジアンの世界に橋渡しします。
このフレームワークにより、離散的かつ連続的なエッジ特徴を持つグラフを考慮し、いくつかの分類タスクで最先端に達するのに十分な教師なしの埋め込みを生成することができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.497816402045099
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The adaptive processing of structured data is a long-standing research topic
in machine learning that investigates how to automatically learn a mapping from
a structured input to outputs of various nature. Recently, there has been an
increasing interest in the adaptive processing of graphs, which led to the
development of different neural network-based methodologies. In this thesis, we
take a different route and develop a Bayesian Deep Learning framework for graph
learning. The dissertation begins with a review of the principles over which
most of the methods in the field are built, followed by a study on graph
classification reproducibility issues. We then proceed to bridge the basic
ideas of deep learning for graphs with the Bayesian world, by building our deep
architectures in an incremental fashion. This framework allows us to consider
graphs with discrete and continuous edge features, producing unsupervised
embeddings rich enough to reach the state of the art on several classification
tasks. Our approach is also amenable to a Bayesian nonparametric extension that
automatizes the choice of almost all model's hyper-parameters. Two real-world
applications demonstrate the efficacy of deep learning for graphs. The first
concerns the prediction of information-theoretic quantities for molecular
simulations with supervised neural models. After that, we exploit our Bayesian
models to solve a malware-classification task while being robust to
intra-procedural code obfuscation techniques. We conclude the dissertation with
an attempt to blend the best of the neural and Bayesian worlds together. The
resulting hybrid model is able to predict multimodal distributions conditioned
on input graphs, with the consequent ability to model stochasticity and
uncertainty better than most works. Overall, we aim to provide a Bayesian
perspective into the articulated research field of deep learning for graphs.
- Abstract(参考訳): 構造化データの適応処理は、構造化された入力から様々な性質の出力へのマッピングを自動的に学習する方法を研究する機械学習における長年の研究トピックである。
近年、グラフの適応処理への関心が高まっており、異なるニューラルネットワークベースの方法論の開発につながっている。
本論文では,異なる経路をとり,グラフ学習のためのベイズ的深層学習フレームワークを開発した。
この論文は、この分野のほとんどの方法が構築される原則のレビューから始まり、次にグラフ分類の再現性の問題についての研究から始まっている。
次に私たちは、グラフのディープラーニングの基本アイデアとベイズの世界との橋渡しを、インクリメンタルな方法で深層アーキテクチャを構築することによって進めます。
このフレームワークは、離散的かつ連続的なエッジ特徴を持つグラフを考慮し、いくつかの分類タスクで最先端に達するのに十分な教師なしの埋め込みを生成する。
私たちのアプローチは、ほぼすべてのモデルのハイパーパラメータの選択を自動化するベイズ非パラメトリック拡張にも適しています。
2つの実世界の応用がグラフの深層学習の有効性を示している。
第一は、教師付き神経モデルを用いた分子シミュレーションのための情報理論量予測に関するものである。
その後、当社のベイズモデルを利用して、プロシージャ内のコード難読化技術に頑健なマルウェア分類タスクを解決します。
我々はこの論文を、ニューラル世界とベイズ世界のベストを融合させようと試みて締めくくった。
得られたハイブリッドモデルは、入力グラフに条件付きマルチモーダル分布を予測でき、その結果、ほとんどの作業よりも確率性と不確実性をモデル化できる。
本研究の目的は,グラフの深層学習研究分野のベイズ的視点を提供することである。
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