11 天前

重新思考图上节点表示学习的核方法

Yu Tian, Long Zhao, Xi Peng, Dimitris N. Metaxas
重新思考图上节点表示学习的核方法
摘要

图核(Graph kernels)是一类用于衡量图相似性的核方法,已成为图分类任务中的标准工具。然而,将核方法应用于节点分类这一与图表示学习密切相关的问题,目前仍存在理论上的不完善,且现有最先进方法高度依赖启发式策略。本文提出了一种新颖的理论驱动型核方法框架,用于节点分类,旨在弥合图分类与节点分类这两类图表示学习任务之间的差距。我们的方法在图核方法的基础上进行拓展,能够学习捕捉图中结构信息的节点表示。理论上,我们证明了该方法的表达能力与任意正定核(positive semidefinite kernels)相当。为高效学习该核函数,我们提出了一种新颖的节点特征聚合机制,并在训练阶段引入一种数据驱动的相似性度量。尤为重要的是,该框架具有高度灵活性,可与其它基于图的深度学习模型(如图卷积网络,Graph Convolutional Networks, GCNs)互补融合。我们在多个标准节点分类基准数据集上对所提方法进行了实证评估,结果表明,该模型达到了新的最先进水平。