模式识别与人工智能2024,Vol.37Issue(4) :287-298.DOI:10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202404001

面向节点分类任务的节点级自适应图卷积神经网络

Node-Level Adaptive Graph Convolutional Neural Network for Node Classification Tasks

王鑫隆 胡睿 郭亚梁 杜航原 张槟淇 王文剑
模式识别与人工智能2024,Vol.37Issue(4) :287-298.DOI:10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202404001

面向节点分类任务的节点级自适应图卷积神经网络

Node-Level Adaptive Graph Convolutional Neural Network for Node Classification Tasks

王鑫隆 1胡睿 1郭亚梁 1杜航原 1张槟淇 2王文剑3
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作者信息

  • 1. 山西大学计算机与信息技术学院 太原 030006
  • 2. 山西警察学院网络安全保卫系 太原 030401
  • 3. 山西大学计算智能与中文信息处理教育部重点实验室 太原 030006;山西警察学院网络安全保卫系 太原 030401
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摘要

图神经网络通过对图中节点的递归采样与聚合以学习节点嵌入,而现有方法中节点采样与聚合的模式较固定,对局部模式的多样性捕获存在不足,从而降低模型性能.因此,文中提出节点级自适应图卷积神经网络(Node-Level Adaptive Graph Convolutional Neural Network,NA-GCN).设计基于节点重要性的采样策略,自适应地确定各节点的邻域规模.同时,提出基于自注意力机制的聚合策略,自适应地融合给定邻域内的节点信息.在多个基准图数据集上的实验表明,NA-GCN在节点分类任务上具有较优性能.

Abstract

Graph neural networks learn node embeddings by recursively sampling and aggregating information from nodes in a graph.However,the relatively fixed pattern of existing methods in node sampling and aggregation results in inadequate capture of local pattern diversity,thereby degrading the performance of the model.To solve this problem,a node-level adaptive graph convolutional neural network(NA-GCN)is proposed.A sampling strategy based on node importance is designed to adaptively determine the neighborhood size of each node.An aggregation strategy based on the self-attention mechanism is presented to adaptively fuse the node information within a given neighborhood.Experimental results on multiple benchmark graph datasets show the superiority of NA-GCN in node classification tasks.

关键词

自适应采样/自适应聚合/节点分类/图神经网络(GNNs)/谱图理论

Key words

Adaptive Sampling/Adaptive Aggregation/Node Classification/Graph Neural Networks(GNNs)/Spectral Graph Theory

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基金项目

国家自然科学基金(U21A20513)

国家自然科学基金(62076154)

山西省重点研发计划(202202020101003)

山西省重点研发计划(202302010101007)

山西省基础研究计划(202303021221055)

出版年

2024
模式识别与人工智能
中国自动化学会,国家智能计算机研究开发中心,中国科学院合肥智能机械研究所

模式识别与人工智能

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.954
ISSN:1003-6059
参考文献量38
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