論文の概要: Combining Optimal Transport and Embedding-Based Approaches for More Expressiveness in Unsupervised Graph Alignment

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13216v1
• Date: Wed, 19 Jun 2024 04:57:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-21 23:09:15.541804
• Title: Combining Optimal Transport and Embedding-Based Approaches for More Expressiveness in Unsupervised Graph Alignment
• Title（参考訳）: 教師なしグラフアライメントにおける表現性向上のための最適輸送と埋め込みに基づくアプローチ
• Authors: Songyang Chen, Yu Liu, Lei Zou, Zexuan Wang, Youfang Lin, Yuxing Chen, Anqun Pan,
• Abstract要約: 教師なしグラフアライメントは、グラフ構造とノード特徴のみを利用して、属性グラフのペア間の1対1ノード対応を見つける。 モデル表現性の理論的解析によって動機付けられたそれらの利点を組み合わせるための原理的アプローチを提案する。 我々は,問題を最大重み付けに還元することで,一対一のマッチング制約を最初に保証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.145556156889064
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Unsupervised graph alignment finds the one-to-one node correspondence between a pair of attributed graphs by only exploiting graph structure and node features. One category of existing works first computes the node representation and then matches nodes with close embeddings, which is intuitive but lacks a clear objective tailored for graph alignment in the unsupervised setting. The other category reduces the problem to optimal transport (OT) via Gromov-Wasserstein (GW) learning with a well-defined objective but leaves a large room for exploring the design of transport cost. We propose a principled approach to combine their advantages motivated by theoretical analysis of model expressiveness. By noticing the limitation of discriminative power in separating matched and unmatched node pairs, we improve the cost design of GW learning with feature transformation, which enables feature interaction across dimensions. Besides, we propose a simple yet effective embedding-based heuristic inspired by the Weisfeiler-Lehman test and add its prior knowledge to OT for more expressiveness when handling non-Euclidean data. Moreover, we are the first to guarantee the one-to-one matching constraint by reducing the problem to maximum weight matching. The algorithm design effectively combines our OT and embedding-based predictions via stacking, an ensemble learning strategy. We propose a model framework named \texttt{CombAlign} integrating all the above modules to refine node alignment progressively. Through extensive experiments, we demonstrate significant improvements in alignment accuracy compared to state-of-the-art approaches and validate the effectiveness of the proposed modules.
• Abstract（参考訳）: 教師なしグラフアライメントは、グラフ構造とノード特徴のみを活用することで、属性グラフのペア間の1対1ノード対応を見つける。 既存の研究の1つのカテゴリは、まずノード表現を計算し、次にノードを密着した埋め込みとマッチングする。 他のカテゴリでは、Gromov-Wasserstein (GW) 学習による最適輸送 (OT) への問題を減らすが、輸送コストの設計を探求するための大きな空間を残している。 モデル表現性の理論的解析によって動機付けられたそれらの利点を組み合わせるための原理的アプローチを提案する。 一致したノード対と一致しないノード対を分離する際の識別力の限界に気付くことにより、GW学習のコスト設計を特徴変換により改善し、次元間の特徴的相互作用を可能にする。 さらに,Weisfeiler-Lehmanテストにインスパイアされた単純かつ効果的な埋め込みに基づくヒューリスティックを提案し,非ユークリッドデータを扱う際に,その事前知識をOTに付加する。 さらに,この問題を最大ウェイトマッチングに還元することで,一対一のマッチング制約を初めて保証する。 アルゴリズム設計は、我々のOTと埋め込みベースの予測を、アンサンブル学習戦略である積み重ねによって効果的に組み合わせる。 本稿では,ノードアライメントを段階的に洗練するために,上記のモジュールをすべて統合したモデルフレームワークであるtexttt{CombAlign}を提案する。 広範囲な実験により,最先端手法と比較してアライメント精度が大幅に向上し,提案手法の有効性が検証された。

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