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{Aiguo Chen Ke Yan Guangchun Luo Yi Luo}
要約
グラフィックデータへの深層学習の応用を経て、近年、グラフ上のノード分類においてグラフニューラルネットワーク(GNN)が主流の手法となっている。多くのGNNは、ノードに事前に設定されたラベルを割り当てるために、深層学習のエンドツーエンド方式を継承しており、ノード特徴量をモデルに入力し、事前にラベルが付与されたノードのラベルを用いて教師あり学習を行う。しかし、これらの手法はノード特徴量およびそれらの関係性を十分に活用できる一方で、ラベルを独立して扱い、ラベルの構造的情報を無視するという課題を抱えている。ラベルの構造情報を活用するため、本研究では「3ference」と呼ばれる新規手法を提案する。3ferenceは、差異を持つ参照から推論を行うというアプローチを採用し、あるノードの特徴量に加えて、関連するノードの特徴量およびラベルを連結して、そのノードのラベルを予測する。関連ノードのラベルに関する追加情報により、3ferenceはノード間におけるラベルの遷移パターンを捉えることができ、後続の分析および可視化によってその有効性が確認された。合成グラフおよび7つの実世界グラフを用いた実験の結果、従来のGNNと比較して、3ferenceはパラメータ数が少なく、事前にラベルが付与されたノード数も少なく、ラベルパターンが多様な状況下でも高い予測精度を達成できることを示した。
コードリポジトリ
ベンチマーク
| ベンチマーク | 方法論 | 指標 |
|---|---|---|
| node-classification-on-amazon-computers-1 | 3ference | Accuracy: 90.74% |
| node-classification-on-amazon-photo-1 | 3ference | Accuracy: 95.05% |
| node-classification-on-citeseer | 3ference | Accuracy: 76.33 |
| node-classification-on-coauthor-cs | 3ference | Accuracy: 95.99% |
| node-classification-on-coauthor-physics | 3ference | Accuracy: 97.22% |
| node-classification-on-cora | 3ference | Accuracy: 87.78% |
| node-classification-on-pubmed | 3ference | Accuracy: 88.90 |