Graph Neural Networks (GNNs) have been successfully used in many problems involving graph-structured data, achieving state-of-the-art performance. GNNs typically employ a message-passing scheme, in which every node aggregates information from its neighbors using a permutation-invariant aggregation function. Standard well-examined choices such as the mean or sum aggregation functions have limited capabilities, as they are not able to capture interactions among neighbors. In this work, we formalize these interactions using an information-theoretic framework that notably includes synergistic information. Driven by this definition, we introduce the Graph Ordering Attention (GOAT) layer, a novel GNN component that captures interactions between nodes in a neighborhood. This is achieved by learning local node orderings via an attention mechanism and processing the ordered representations using a recurrent neural network aggregator. This design allows us to make use of a permutation-sensitive aggregator while maintaining the permutation-equivariance of the proposed GOAT layer. The GOAT model demonstrates its increased performance in modeling graph metrics that capture complex information, such as the betweenness centrality and the effective size of a node. In practical use-cases, its superior modeling capability is confirmed through its success in several real-world node classification benchmarks.


翻译:在涉及图形结构数据、实现最新性能的许多问题中,已经成功地使用了神经网图(GNNs) 。 GNNs通常采用一种信息传递计划,其中每个节点都使用超异性聚合功能汇总邻居的信息。标准审查周密的选择,如平均或总合功能等,能力有限,因为它们无法捕捉邻居之间的互动。在这项工作中,我们使用一个信息理论框架来正式确定这些互动,其中特别包括协同信息。根据这个定义,我们引入了图表定序层,这是一个新的GNNS组件,它捕捉到附近节点之间的相互作用。通过注意机制学习本地节点订购,并利用一个经常性的神经网络聚合器处理定序的演示。这一设计使我们能够使用一个对排列敏感的聚合器,同时保持拟议的GOAT层的调和均匀性。根据这个定义,GOAT模型显示其在模型测量复杂信息模型的性能中提高了性能,例如,在实际性核心和有效标准之间,在一定的分类中,在一定的大小之间,在不使用其实际性标准之间,在一定的高度上,没有成功。

12
下载
关闭预览

相关内容

IFIP TC13 Conference on Human-Computer Interaction是人机交互领域的研究者和实践者展示其工作的重要平台。多年来,这些会议吸引了来自几个国家和文化的研究人员。官网链接:http://interact2019.org/
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
KDD2021 | 最新GNN官方教程
机器学习与推荐算法
2+阅读 · 2021年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Identity-aware Graph Neural Networks
Arxiv
14+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Heterogeneous Graph Transformer
Arxiv
27+阅读 · 2020年3月3日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
KDD2021 | 最新GNN官方教程
机器学习与推荐算法
2+阅读 · 2021年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
相关论文
Identity-aware Graph Neural Networks
Arxiv
14+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Heterogeneous Graph Transformer
Arxiv
27+阅读 · 2020年3月3日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员