論文の概要: Evaluating Robustness and Uncertainty of Graph Models Under Structural Distributional Shifts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.13875v3
• Date: Wed, 25 Oct 2023 10:42:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-26 23:13:13.229021
• Title: Evaluating Robustness and Uncertainty of Graph Models Under Structural Distributional Shifts
• Title（参考訳）: 構造分布シフト下におけるグラフモデルのロバスト性と不確かさの評価
• Authors: Gleb Bazhenov, Denis Kuznedelev, Andrey Malinin, Artem Babenko, Liudmila Prokhorenkova
• Abstract要約: グラフ学習におけるノードレベルの問題では、分散シフトは特に複雑である。 本稿では,グラフ構造に基づく分布変化の一般化手法を提案する。 単純なモデルは、考慮された構造的シフトにおいて、より洗練された手法よりも優れていることがよく示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 43.40315460712298
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In reliable decision-making systems based on machine learning, models have to be robust to distributional shifts or provide the uncertainty of their predictions. In node-level problems of graph learning, distributional shifts can be especially complex since the samples are interdependent. To evaluate the performance of graph models, it is important to test them on diverse and meaningful distributional shifts. However, most graph benchmarks considering distributional shifts for node-level problems focus mainly on node features, while structural properties are also essential for graph problems. In this work, we propose a general approach for inducing diverse distributional shifts based on graph structure. We use this approach to create data splits according to several structural node properties: popularity, locality, and density. In our experiments, we thoroughly evaluate the proposed distributional shifts and show that they can be quite challenging for existing graph models. We also reveal that simple models often outperform more sophisticated methods on the considered structural shifts. Finally, our experiments provide evidence that there is a trade-off between the quality of learned representations for the base classification task under structural distributional shift and the ability to separate the nodes from different distributions using these representations.
• Abstract（参考訳）: 機械学習に基づく信頼できる意思決定システムでは、モデルは分散シフトに頑健であるか、予測の不確実性を提供する必要がある。 グラフ学習のノードレベルの問題では、サンプルが相互依存であるため、分布シフトは特に複雑になる。 グラフモデルの性能を評価するためには,多様かつ有意義な分布シフトで評価することが重要である。 しかし、ノードレベルの問題に対する分布シフトを考慮に入れたグラフベンチマークのほとんどは、主にノードの特徴に焦点を当てている。 本研究では,グラフ構造に基づく多様な分布シフトを誘導する一般的な手法を提案する。 このアプローチは、人気、局所性、密度といったいくつかの構造ノードプロパティに従ってデータ分割を作成するために使用します。 実験では,提案した分布シフトを徹底的に評価し,既存のグラフモデルでは極めて困難であることを示す。 また, 単純なモデルが, 構造シフトを考慮したより洗練された手法よりも優れていることも明らかにした。 最後に,本実験は,構造分布シフト下でのベース分類タスクの学習表現の品質と,これらの表現を用いてノードを異なる分布から分離する能力との間にトレードオフがあることを実証する。

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