This paper introduces SigMaNet, a generalized Graph Convolutional Network (GCN) capable of handling both undirected and directed graphs with weights not restricted in sign and magnitude. The cornerstone of SigMaNet is the introduction of a generalized Laplacian matrix: the Sign-Magnetic Laplacian ($L^\sigma$). The adoption of such a matrix allows us to bridge a gap in the current literature by extending the theory of spectral GCNs to directed graphs with both positive and negative weights. $L^{\sigma}$ exhibits several desirable properties not enjoyed by the traditional Laplacian matrices on which several state-of-the-art architectures are based. In particular, $L^\sigma$ is completely parameter-free, which is not the case of Laplacian operators such as the Magnetic Laplacian $L^{(q)}$, where the calibration of the parameter q is an essential yet problematic component of the operator. $L^\sigma$ simplifies the approach, while also allowing for a natural interpretation of the signs of the edges in terms of their directions. The versatility of the proposed approach is amply demonstrated experimentally; the proposed network SigMaNet turns out to be competitive in all the tasks we considered, regardless of the graph structure.


翻译:本文介绍SigMaNet(GCN),这是一个通用的图形革命网络(GCN),能够处理非方向和定向图,重量不受标志和数量限制。SigMaNet的基石是引入一个通用的Laplacian矩阵:Sign-Magnettical Laplacecian (L ⁇ sigma$)。采用这样一个矩阵,使我们能够弥合当前文献中的差距,将光谱GCN理论扩展至具有正和负重量的图表。$L ⁇ sigma}美元展示了几个最新建筑所依据的传统的Laplacian矩阵所不享有的一些可取的属性。特别是,$L ⁇ sgma$是完全无参数的,而拉placecian经营者,如Maglacatic Laplaceian $ (q)} 美元等,在其中校准参数q是操作者的一个基本但有问题的组成部分。 $L ⁇ sigmam$ simply 方法,同时允许自然地解释网络边缘的标志,而不管其竞争性方向如何,我们所拟议的Smargetaltaltal ltaltal 。

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