Network data can be conveniently modeled as a graph signal, where data values are assigned to nodes of a graph that describes the underlying network topology. Successful learning from network data is built upon methods that effectively exploit this graph structure. In this work, we leverage graph signal processing to characterize the representation space of graph neural networks (GNNs). We discuss the role of graph convolutional filters in GNNs and show that any architecture built with such filters has the fundamental properties of permutation equivariance and stability to changes in the topology. These two properties offer insight about the workings of GNNs and help explain their scalability and transferability properties which, coupled with their local and distributed nature, make GNNs powerful tools for learning in physical networks. We also introduce GNN extensions using edge-varying and autoregressive moving average graph filters and discuss their properties. Finally, we study the use of GNNs in recommender systems and learning decentralized controllers for robot swarms.


翻译:网络数据可以方便地建模为图形信号, 数据值被分配到描述基本网络地形的图形节点上。 从网络数据中成功学习是建立在有效利用此图形结构的方法之上的。 在这项工作中, 我们利用图形信号处理来描述图形神经网络( GNN) 的显示空间。 我们讨论GNN中图形变动过滤器的作用, 并显示任何用这种过滤器建造的建筑结构都具有调和等性和稳定性的基本特性, 以适应地形的变化。 这两个属性可以洞察 GNNs 的运作情况, 并帮助解释其可缩放性和可转移性。 这些特性加上其本地性和分布性, 使 GNNS 成为在物理网络中学习的强大工具。 我们还采用边变和自动递增式移动平均图形过滤器来引入 GNNN, 并讨论其属性。 最后, 我们研究GNNs在推荐器系统中的使用情况, 并学习对机器人温的分散控制器。

0
下载
关闭预览

相关内容

剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20日
【IJCAJ 2020】多通道神经网络 Multi-Channel Graph Neural Networks
专知会员服务
25+阅读 · 2020年7月19日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
154+阅读 · 2020年5月26日
【阿尔托大学】图神经网络,Graph Neural Networks,附60页ppt
专知会员服务
181+阅读 · 2020年4月26日
图神经网络(Graph Neural Networks,GNN)综述
极市平台
104+阅读 · 2019年11月27日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
29+阅读 · 2019年8月13日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
计算机类 | PLDI 2020等国际会议信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
计算机类 | ISCC 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月25日
人工智能 | 国际会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月18日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
10+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
19+阅读 · 2018年6月27日
Arxiv
7+阅读 · 2018年1月10日
VIP会员
相关资讯
图神经网络(Graph Neural Networks,GNN)综述
极市平台
104+阅读 · 2019年11月27日
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
29+阅读 · 2019年8月13日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
计算机类 | PLDI 2020等国际会议信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年7月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
计算机 | CCF推荐期刊专刊信息5条
Call4Papers
3+阅读 · 2019年4月10日
计算机类 | ISCC 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月25日
人工智能 | 国际会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月18日
相关论文
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
10+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
19+阅读 · 2018年6月27日
Arxiv
7+阅读 · 2018年1月10日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员