論文の概要: Valid Conformal Prediction for Dynamic GNNs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.19230v2
- Date: Wed, 26 Mar 2025 11:54:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-27 13:18:57.807191
- Title: Valid Conformal Prediction for Dynamic GNNs
- Title(参考訳): 動的GNNの正当性予測
- Authors: Ed Davis, Ian Gallagher, Daniel John Lawson, Patrick Rubin-Delanchy,
- Abstract要約: 我々はテンソル文献で知られている動的グラフ表現を展開として使用し、共形予測によって有効な予測セットを達成する。
私たちの重要な貢献の1つは、動的グラフモデリングの文脈で起こりうる異なる推論シナリオに関する慎重に数学的考察である。
有効性を示し、ベースラインよりも精度が向上し、異なる障害モードにサインポストした実データ例を提供する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.64979077798699
- License:
- Abstract: Dynamic graphs provide a flexible data abstraction for modelling many sorts of real-world systems, such as transport, trade, and social networks. Graph neural networks (GNNs) are powerful tools allowing for different kinds of prediction and inference on these systems, but getting a handle on uncertainty, especially in dynamic settings, is a challenging problem. In this work we propose to use a dynamic graph representation known in the tensor literature as the unfolding, to achieve valid prediction sets via conformal prediction. This representation, a simple graph, can be input to any standard GNN and does not require any modification to existing GNN architectures or conformal prediction routines. One of our key contributions is a careful mathematical consideration of the different inference scenarios which can arise in a dynamic graph modelling context. For a range of practically relevant cases, we obtain valid prediction sets with almost no assumptions, even dispensing with exchangeability. In a more challenging scenario, which we call the semi-inductive regime, we achieve valid prediction under stronger assumptions, akin to stationarity. We provide real data examples demonstrating validity, showing improved accuracy over baselines, and sign-posting different failure modes which can occur when those assumptions are violated.
- Abstract(参考訳): 動的グラフは、トランスポート、トレーディング、ソーシャルネットワークなど、さまざまな現実世界のシステムをモデル化するための柔軟なデータ抽象化を提供する。
グラフニューラルネットワーク(GNN)は、これらのシステム上でさまざまな種類の予測と推論を可能にする強力なツールだが、特に動的設定において不確実性に対処することは難しい問題である。
そこで本研究では,テンソル文学で知られた動的グラフ表現を展開として使用して,共形予測による有効な予測セットを実現することを提案する。
この表現は単純なグラフであり、任意の標準GNNに入力することができ、既存のGNNアーキテクチャや共形予測ルーチンを変更する必要はない。
私たちの重要な貢献の1つは、動的グラフモデリングの文脈で起こりうる異なる推論シナリオに関する慎重に数学的考察である。
実際に関係のある様々なケースに対して、ほぼ仮定のない有効な予測セットを得ることができ、交換性も不要である。
半帰納的体制と呼ばれるより困難なシナリオでは、定常性に似た強い仮定の下で有効な予測が達成される。
有効性を示す実データ例を提供し、ベースラインよりも精度が向上し、それらの仮定に違反した場合に起こりうる異なる障害モードにサインポストする。
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