Graph databases (GDBs) enable processing and analysis of unstructured, complex, rich, and usually vast graph datasets. Despite the large significance of GDBs in both academia and industry, little effort has been made into integrating them with the predictive power of graph neural networks (GNNs). In this work, we show how to seamlessly combine nearly any GNN model with the computational capabilities of GDBs. For this, we observe that the majority of these systems are based on, or support, a graph data model called the Labeled Property Graph (LPG), where vertices and edges can have arbitrarily complex sets of labels and properties. We then develop LPG2vec, an encoder that transforms an arbitrary LPG dataset into a representation that can be directly used with a broad class of GNNs, including convolutional, attentional, message-passing, and even higher-order or spectral models. In our evaluation, we show that the rich information represented as LPG labels and properties is properly preserved by LPG2vec, and it increases the accuracy of predictions regardless of the targeted learning task or the used GNN model, by up to 34% compared to graphs with no LPG labels/properties. In general, LPG2vec enables combining predictive power of the most powerful GNNs with the full scope of information encoded in the LPG model, paving the way for neural graph databases, a class of systems where the vast complexity of maintained data will benefit from modern and future graph machine learning methods.


翻译:图形数据库( GDB) 能够处理和分析非结构化、复杂、丰富和通常庞大的图形数据集。 尽管GDB在学术界和工业界都具有巨大意义, 但没有做出多大努力, 将GDB与图形神经网络( GNN) 的预测力整合起来。 在这项工作中, 我们展示了如何将几乎所有GNN模型与GDB的计算能力无缝地结合起来。 在这方面, 我们观察到, 这些系统的大多数系统都基于或支持称为Labeled属性图( LPG) 的图形数据模型, 其中, 顶端和边缘可以任意地拥有一套复杂的标签和属性。 我们随后开发了 LPG2, 一个将任意的LPG数据集转换成一个代表。 我们发现, 以LPG2 的精度模型表示的丰富信息, 由LPG2 标签的精度和属性的精度, 并且它提高了预测的精度, 将GGGGG2 的精度和精度的精度 的精度与GGGGL 的精度 的精度进行对比。

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