論文の概要: AbstainGNN: Teaching Graph Neural Networks to Abstain for Graph Classification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.30786v1
- Date: Fri, 29 May 2026 03:21:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-01 20:56:50.363257
- Title: AbstainGNN: Teaching Graph Neural Networks to Abstain for Graph Classification
- Title(参考訳): AbstainGNN: グラフ分類のためのグラフニューラルネットワークの学習
- Authors: Xixun Lin, Zhiheng Zhou, Zhengyin Zhang, Yancheng Chen, Shuai Zhang, Ge Zhang, Shichao Zhu, Lixin Zou, Chuan Zhou, Peng Zhang, Shirui Pan, Yanan Cao,
- Abstract要約: AbstainGNNはグラフ分類のための新しい理論駆動のフレームワークである。
予測関数と禁忌関数の両方を明示的にモデル化し、グラフ構造情報の有効利用を可能にする。
5つのベンチマークデータセットの実験によると、AbstainGNNは既存の禁忌法より優れている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 56.26852966986448
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Graph classification is a core task in graph data mining with widespread real-world applications. Recent advances in graph neural networks (GNNs) have led to substantial performance improvements for graph classification. However, existing GNNs are typically forced to make predictions even under high uncertainty or unknown conditions, resulting in unreliable decisions that can severely impact downstream tasks, particularly in safety-critical scenarios. To address this critical limitation, we propose AbstainGNN, a novel and theory-driven framework for graph classification with abstention, which enables GNNs to reject uncertain predictions instead of producing incorrect decisions. Specifically, AbstainGNN explicitly models both the predictive function and the abstention function, allowing for effective utilization of graph structural information. Moreover, unlike existing heuristic abstention methods, we theoretically characterize the trade-off between classification errors and rejection costs from a PAC-Bayesian generalization perspective, and derive a unified learning objective for model optimization. Guided by this theoretical insight, we further develop an efficient two-stage training strategy consisting of predictive function warm-start and abstention function calibration. Extensive experiments on five benchmark datasets show that AbstainGNN outperforms existing abstention methods, achieving superior classification performance under the same rejection rates.
- Abstract(参考訳): グラフ分類は、グラフデータマイニングにおける主要なタスクであり、現実世界のアプリケーションに広く使われている。
グラフニューラルネットワーク(GNN)の最近の進歩により,グラフ分類の性能が大幅に向上した。
しかし、既存のGNNは通常、高い不確実性や未知の条件下であっても予測を強制され、特に安全クリティカルなシナリオにおいて、下流のタスクに深刻な影響を及ぼすような信頼性の低い決定を下す。
この限界に対処するために,グラフ分類のための新しい理論駆動フレームワークであるAbstainGNNを提案する。
具体的には、AbstainGNNは予測関数と吸収関数の両方を明示的にモデル化し、グラフ構造情報の有効利用を可能にする。
さらに、既存のヒューリスティックな棄却法とは異なり、PAC-ベイジアン一般化の観点から分類誤差と拒絶コストのトレードオフを理論的に特徴づけ、モデル最適化のための統一学習目標を導出する。
この理論的な知見に導かれ、予測関数ウォームスタートと停止関数キャリブレーションからなる効率的な2段階トレーニング戦略をさらに発展させる。
5つのベンチマークデータセットの大規模な実験により、AbstainGNNは既存の禁忌法よりも優れており、同じ拒絶率で優れた分類性能を達成している。
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