Masked graph autoencoder (MGAE) has emerged as a promising self-supervised graph pre-training (SGP) paradigm due to its simplicity and effectiveness. However, existing efforts perform the mask-then-reconstruct operation in the raw data space as is done in computer vision (CV) and natural language processing (NLP) areas, while neglecting the important non-Euclidean property of graph data. As a result, the highly unstable local connection structures largely increase the uncertainty in inferring masked data and decrease the reliability of the exploited self-supervision signals, leading to inferior representations for downstream evaluations. To address this issue, we propose a novel SGP method termed Robust mAsked gRaph autoEncoder (RARE) to improve the certainty in inferring masked data and the reliability of the self-supervision mechanism by further masking and reconstructing node samples in the high-order latent feature space. Through both theoretical and empirical analyses, we have discovered that performing a joint mask-then-reconstruct strategy in both latent feature and raw data spaces could yield improved stability and performance. To this end, we elaborately design a masked latent feature completion scheme, which predicts latent features of masked nodes under the guidance of high-order sample correlations that are hard to be observed from the raw data perspective. Specifically, we first adopt a latent feature predictor to predict the masked latent features from the visible ones. Next, we encode the raw data of masked samples with a momentum graph encoder and subsequently employ the resulting representations to improve predicted results through latent feature matching. Extensive experiments on seventeen datasets have demonstrated the effectiveness and robustness of RARE against state-of-the-art (SOTA) competitors across three downstream tasks.


翻译:掩码图自编码器(MGAE)因其简洁与高效性,已成为一种前景广阔的自监督图预训练(SGP)范式。然而,现有工作沿袭计算机视觉(CV)和自然语言处理(NLP)领域的做法,在原始数据空间中执行“掩码-重构”操作,却忽略了图数据重要的非欧几里得特性。这导致高度不稳定的局部连接结构显著增大了推断掩码数据的不确定性,并降低了所利用自监督信号的可靠性,从而为下游评估产生次优表示。为解决该问题,我们提出一种名为鲁棒掩码图自编码器(RARE)的新型SGP方法,通过在高阶潜在特征空间中进一步对节点样本进行掩码与重构,提升推断掩码数据的确定性以及自监督机制的可靠性。理论分析与实证研究均发现,在潜在特征空间与原始数据空间中联合执行掩码-重构策略,能带来更优的稳定性与性能。为此,我们精心设计了一种掩码潜在特征补全方案:在高阶样本相关性——这种相关性难以从原始数据视角观察——的引导下,预测掩码节点的潜在特征。具体而言,我们首先采用潜在特征预测器,从可见特征中预测被掩码的潜在特征;接着,通过动量图编码器对掩码样本的原始数据进行编码,并利用其生成表示通过潜在特征匹配来改进预测结果。在十七个数据集上的大量实验表明,RARE在三个下游任务中相较最先进(SOTA)方法具有显著的有效性与鲁棒性。

0
下载
关闭预览

相关内容

KDD 2022 | GraphMAE:自监督掩码图自编码器
专知会员服务
20+阅读 · 2022年7月14日
【KDD2022】GraphMAE:自监督掩码图自编码器
专知会员服务
23+阅读 · 2022年6月12日
【ICML2022】MetAug:通过元特征增强的对比学习
专知会员服务
25+阅读 · 2022年5月20日
【AAAI2022】基于图神经网络的统一离群点异常检测方法
专知会员服务
28+阅读 · 2022年2月12日
专知会员服务
90+阅读 · 2021年6月29日
【KDD2020】自适应多通道图卷积神经网络
专知会员服务
121+阅读 · 2020年7月9日
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
一文带你浏览Graph Transformers
图与推荐
2+阅读 · 2022年7月14日
【KDD2022】GraphMAE:自监督掩码图自编码器
专知
7+阅读 · 2022年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
31+阅读 · 2018年11月13日
VIP会员
最新内容
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
10+阅读 · 今天7:25
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:54
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:52
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:33
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
相关VIP内容
KDD 2022 | GraphMAE:自监督掩码图自编码器
专知会员服务
20+阅读 · 2022年7月14日
【KDD2022】GraphMAE:自监督掩码图自编码器
专知会员服务
23+阅读 · 2022年6月12日
【ICML2022】MetAug:通过元特征增强的对比学习
专知会员服务
25+阅读 · 2022年5月20日
【AAAI2022】基于图神经网络的统一离群点异常检测方法
专知会员服务
28+阅读 · 2022年2月12日
专知会员服务
90+阅读 · 2021年6月29日
【KDD2020】自适应多通道图卷积神经网络
专知会员服务
121+阅读 · 2020年7月9日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员