Most of the dynamic graph representation learning methods involve dividing a dynamic graph into discrete snapshots to capture the evolving behavior of nodes over time. Existing methods primarily capture only local or global structures of each node within a snapshot using message-passing and random walk-based methods. Then, they utilize sequence-based models (e.g., transformers) to encode the temporal evolution of node embeddings, and meta-learning techniques to update the model parameters. However, these approaches have two limitations. First, they neglect the extraction of global and local information simultaneously in each snapshot. Second, they fail to consider the model's performance in the current snapshot during parameter updates, resulting in a lack of temporal dependency management. Recently, HiPPO (High-order Polynomial Projection Operators) algorithm has gained attention for their ability to optimize and preserve sequence history in State Space Model (SSM). To address the aforementioned limitations in dynamic graph representation learning, we propose a novel method called Multi-view Dynamic Graph Embeddings with State Space Model Gradient Update (DyGSSM). Our approach combines Graph Convolution Networks (GCN) for local feature extraction and random walk with Gated Recurrent Unit (GRU) for global feature extraction in each snapshot. We then integrate the local and global features using a cross-attention mechanism. Additionally, we incorporate an SSM based on HiPPO algorithm to account for long-term dependencies when updating model parameters, ensuring that model performance in each snapshot informs subsequent updates. Experiments on five public datasets show that our method outperforms existing baseline and state-of-the-art (SOTA) methods in 17 out of 20 cases.


翻译:大多数动态图表示学习方法通过将动态图划分为离散的快照来捕捉节点随时间的演化行为。现有方法主要使用基于消息传递和随机游走的方法,仅捕捉每个快照内每个节点的局部或全局结构。然后,它们利用基于序列的模型(例如Transformer)来编码节点嵌入的时间演化,并使用元学习技术来更新模型参数。然而,这些方法存在两个局限性。首先,它们忽略了在每个快照中同时提取全局和局部信息。其次,它们在参数更新时未能考虑模型在当前快照中的性能,导致缺乏对时间依赖关系的管理。最近,HiPPO(高阶多项式投影算子)算法因其在状态空间模型(SSM)中优化和保存序列历史的能力而受到关注。为了解决动态图表示学习中的上述局限性,我们提出了一种名为基于状态空间模型梯度更新的多视图动态图嵌入(DyGSSM)的新方法。我们的方法结合了图卷积网络(GCN)用于局部特征提取,以及结合门控循环单元(GRU)的随机游走用于每个快照中的全局特征提取。然后,我们使用交叉注意力机制整合局部和全局特征。此外,我们在更新模型参数时引入了基于HiPPO算法的SSM,以考虑长期依赖关系,确保每个快照中的模型性能为后续更新提供信息。在五个公共数据集上的实验表明,我们的方法在20个案例中的17个上优于现有的基准方法和最先进(SOTA)方法。

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