2 个月前

DGCNN:基于高斯混合模型的无序图卷积神经网络

Bo Wu; Yang Liu; Bo Lang; Lei Huang
DGCNN:基于高斯混合模型的无序图卷积神经网络
摘要

卷积神经网络(CNNs)可以应用于图相似匹配,此时它们被称为图卷积神经网络(Graph CNNs)。由于其有效性和高效性,图卷积神经网络正逐渐受到越来越多的关注。然而,现有的卷积方法仅关注规则数据形式,并需要将图或图的关键节点邻域转换为相同的固定形式。在这一转换过程中,图的结构信息可能会丢失,同时也会引入一些冗余信息。为了克服这一问题,我们提出了一种基于混合高斯模型的无序图卷积神经网络(DGCNN),该网络通过添加一个称为无序图卷积层(DGCL)的预处理层来扩展传统的CNN。DGCL利用混合高斯函数实现卷积核与图中邻域节点之间的映射。DGCL的输出作为CNN的输入。我们进一步实现了卷积层的反向传播优化过程,从而将不规则节点邻域结构的特征学习模型纳入网络中。因此,卷积核的优化成为神经网络学习过程的一部分。DGCNN可以接受任意尺度和无序的邻域图结构作为CNN的感受野,这减少了在图转换过程中信息的损失。最后,我们在多个标准图数据集上进行了实验。结果表明,所提出的方法在图分类和检索方面优于现有最先进的方法。