Graph or network has been widely used for describing and modeling complex systems in biomedicine. Deep learning methods, especially graph neural networks (GNNs), have been developed to learn and predict with such structured data. In this paper, we proposed a novel transformer and snowball encoding networks (TSEN) for biomedical graph classification, which introduced transformer architecture with graph snowball connection into GNNs for learning whole-graph representation. TSEN combined graph snowball connection with graph transformer by snowball encoding layers, which enhanced the power to capture multi-scale information and global patterns to learn the whole-graph features. On the other hand, TSEN also used snowball graph convolution as position embedding in transformer structure, which was a simple yet effective method for capturing local patterns naturally. Results of experiments using four graph classification datasets demonstrated that TSEN outperformed the state-of-the-art typical GNN models and the graph-transformer based GNN models.


翻译:图或网络广泛用于描述和建模生物医学中的复杂系统。深度学习方法,尤其是图神经网络(GNN),已经被发展为使用这种结构化数据进行学习和预测的技术。在本文中,我们提出了一种新颖的Transformer和Snowball编码网络(TSEN)用于生物医学图分类,该方法将Transformer架构和图Snowball连接引入到GNN中,以学习整个图的表示。TSEN通过Snowball编码层结合图Snowball连接和图Transformer,增强了捕捉多尺度信息和全局模式以学习整个图特征的功能。另一方面,TSEN还使用了Snowball图卷积作为Transformer结构中的位置嵌入,这是一种自然捕捉局部模式的简单而有效的方法。使用四个图分类数据集的实验结果表明,TSEN优于当前最先进的typical GNN模型和基于图Transformer的GNN模型。

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