3 个月前

基于结构注意力的图分类

基于结构注意力的图分类

摘要

图分类是一个在多个领域具有广泛应用价值的问题。为解决该问题,通常需要计算某些图统计量(即图特征),以区分不同类别的图。在现有大多数方法中,计算这些特征时往往需要对整个图进行处理。例如,在基于图小构件(graphlet)的方法中,需对整个图进行分析以获取各类图小构件或子图的总数。然而,在许多实际应用中,图数据往往包含噪声,而具有判别性的模式通常仅局限于图的特定区域。针对这一问题,本文研究了基于注意力机制的图分类方法。注意力机制使模型能够聚焦于图中少量但信息丰富的局部区域,从而有效规避图其余部分的噪声干扰。为此,我们提出了一种新颖的循环神经网络(RNN)模型,称为图注意力模型(Graph Attention Model, GAM),该模型通过自适应地选择一系列“信息丰富”的节点,仅对图的一部分进行处理。在多个真实世界数据集上的实验结果表明,尽管本方法仅处理图的局部区域,其性能仍可与多种知名图分类方法相媲美,展现出较强的竞争力。

基准测试

基准方法指标
graph-classification-on-hiv-datasetGAM
Accuracy: 74.79%
graph-classification-on-nci-123GAM
Accuracy: 64.79%
graph-classification-on-nci-83GAM
Accuracy: 70.42%
graph-classification-on-nci1GAM
Accuracy: 67.71%
graph-classification-on-nci33GAM
Accuracy: 69.58%

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