There are several types of graphs according to the nature of the data. Directed graphs have directions of links, and signed graphs have link types such as positive and negative. Signed directed graphs are the most complex and informative that have both. Graph convolutions for signed directed graphs have not been delivered much yet. Though many graph convolution studies have been provided, most are designed for undirected or unsigned. In this paper, we investigate a spectral graph convolution network for signed directed graphs. We propose a novel complex Hermitian adjacency matrix that encodes graph information via complex numbers. The complex numbers represent link direction, sign, and connectivity via the phases and magnitudes. Then, we define a magnetic Laplacian with the Hermitian matrix and prove its positive semidefinite property. Finally, we introduce Signed Directed Graph Convolution Network(SD-GCN). To the best of our knowledge, it is the first spectral convolution for graphs with signs. Moreover, unlike the existing convolutions designed for a specific graph type, the proposed model has generality that can be applied to any graphs, including undirected, directed, or signed. The performance of the proposed model was evaluated with four real-world graphs. It outperforms all the other state-of-the-art graph convolutions in the task of link sign prediction.


翻译:根据数据的性质,有几类图表。 定向图形有链接方向, 签名的图表有正和负链接类型。 签名的定向图形是最复杂和最丰富, 两者都有。 签名的定向图形的图表变异尚未大量提供。 尽管提供了许多图表变异研究, 多数是设计为非定向或未签名的。 在本文中, 我们为签名的定向图表调查一个光谱图变异网络。 我们建议了一个新的复杂的埃米提亚相近矩阵, 通过复杂数字编码图形信息。 复杂的数字代表了各个阶段和数量之间的链接方向、 签名和连接。 然后, 我们用赫米提亚矩阵定义了磁性拉普丽西亚, 并且证明了其积极的半成份属性。 最后, 我们引入了签名的图形变异网络( SD-GCN ) 。 根据我们所知, 这是带有符号的图表的第一个光谱变图。 此外, 与现有的为特定图表类型设计的模型不同, 拟议的模型具有通用性模型, 可以应用到任何图表的图形变异,, 包括非直接显示的图状图状图状。

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