Modelling dynamically evolving spatio-temporal signals is a prominent challenge in the Graph Neural Network (GNN) literature. Notably, GNNs assume an existing underlying graph structure. While this underlying structure may not always exist or is derived independently from the signal, a temporally evolving functional network can always be constructed from multi-channel data. Graph Variate Signal Analysis (GVSA) defines a unified framework consisting of a network tensor of instantaneous connectivity profiles against a stable support usually constructed from the signal itself. Building on GVSA and tools from graph signal processing, we introduce Graph-Variate Neural Networks (GVNNs): layers that convolve spatio-temporal signals with a signal-dependent connectivity tensor combining a stable long-term support with instantaneous, data-driven interactions. This design captures dynamic statistical interdependencies at each time step without ad hoc sliding windows and admits an efficient implementation with linear complexity in sequence length. Across forecasting benchmarks, GVNNs consistently outperform strong graph-based baselines and are competitive with widely used sequence models such as LSTMs and Transformers. On EEG motor-imagery classification, GVNNs achieve strong accuracy highlighting their potential for brain-computer interface applications.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《Advances in Graph Neural Networks》第1~2章读书笔记
专知会员服务
42+阅读 · 2022年11月18日
【NeurIPS2020】点针图网络,Pointer Graph Networks
专知会员服务
40+阅读 · 2020年9月27日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
156+阅读 · 2020年5月26日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
专知会员服务
112+阅读 · 2019年11月25日
【图神经网络入门】GAT图注意力网络
深度学习自然语言处理
28+阅读 · 2020年5月16日
图神经网络入门(三)GAT图注意力网络
图与推荐
10+阅读 · 2020年5月14日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Identity-aware Graph Neural Networks
Arxiv
14+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关主题
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
13+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关资讯
【图神经网络入门】GAT图注意力网络
深度学习自然语言处理
28+阅读 · 2020年5月16日
图神经网络入门(三)GAT图注意力网络
图与推荐
10+阅读 · 2020年5月14日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
相关论文
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Identity-aware Graph Neural Networks
Arxiv
14+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员