論文の概要: Heterophily-Aware Graph Attention Network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.03228v3
• Date: Sun, 30 Jun 2024 08:29:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-02 18:29:26.331871
• Title: Heterophily-Aware Graph Attention Network
• Title（参考訳）: Heterophily-Aware Graph Attention Network
• Authors: Junfu Wang, Yuanfang Guo, Liang Yang, Yunhong Wang,
• Abstract要約: グラフニューラルネットワーク(GNN)はグラフ表現学習において顕著な成功を収めている。 既存のヘテロフィル性GNNは、各エッジのヘテロフィリのモデリングを無視する傾向にあり、これはヘテロフィリ問題に取り組む上でも不可欠である。 本稿では,局所分布を基礎となるヘテロフィリーとして完全に探索し,活用することで,新たなヘテロフィア対応グラフ注意ネットワーク(HA-GAT)を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.640057865981156
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Graph Neural Networks (GNNs) have shown remarkable success in graph representation learning. Unfortunately, current weight assignment schemes in standard GNNs, such as the calculation based on node degrees or pair-wise representations, can hardly be effective in processing the networks with heterophily, in which the connected nodes usually possess different labels or features. Existing heterophilic GNNs tend to ignore the modeling of heterophily of each edge, which is also a vital part in tackling the heterophily problem. In this paper, we firstly propose a heterophily-aware attention scheme and reveal the benefits of modeling the edge heterophily, i.e., if a GNN assigns different weights to edges according to different heterophilic types, it can learn effective local attention patterns, which enable nodes to acquire appropriate information from distinct neighbors. Then, we propose a novel Heterophily-Aware Graph Attention Network (HA-GAT) by fully exploring and utilizing the local distribution as the underlying heterophily, to handle the networks with different homophily ratios. To demonstrate the effectiveness of the proposed HA-GAT, we analyze the proposed heterophily-aware attention scheme and local distribution exploration, by seeking for an interpretation from their mechanism. Extensive results demonstrate that our HA-GAT achieves state-of-the-art performances on eight datasets with different homophily ratios in both the supervised and semi-supervised node classification tasks.
• Abstract（参考訳）: グラフニューラルネットワーク(GNN)はグラフ表現学習において顕著な成功を収めている。 残念ながら、ノード次数やペアワイズ表現に基づく計算のような標準GNNの現在の重み付けスキームは、接続ノードが通常異なるラベルや特徴を持つヘテロフィリーでネットワークを処理するのに効果的ではない。 既存のヘテロフィル性GNNは、各エッジのヘテロフィリのモデリングを無視する傾向にあり、これはヘテロフィリ問題に取り組む上でも不可欠である。 本稿では,まず,辺をヘテロフィリックにモデル化することの利点を明らかにする。すなわち,GNNが異なる辺に異なる重みをヘテロフィリックなタイプに応じて割り当てる場合,ノードが各辺から適切な情報を取得できるような,効果的な局所的注意パターンを学習することができる。 そこで我々は,局所分布をヘテロフィリーとして完全に探索し,その基礎となるヘテロフィリーとして活用することにより,ヘテロフィリー対応グラフ注意ネットワーク(HA-GAT)を提案する。 提案するHA-GATの有効性を実証するために,提案するヘテロフィリ認識型アテンションスキームと局所分布探索を解析し,そのメカニズムから解釈を求める。 我々のHA-GATは,教師付きノード分類タスクと半教師付きノード分類タスクの両方において,ホモフィリー比の異なる8つのデータセットに対して,最先端のパフォーマンスを達成することを示す。

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