Graph neural networks (GNNs) have been extensively employed in node classification. Nevertheless, recent studies indicate that GNNs are vulnerable to topological perturbations, such as adversarial attacks and edge disruptions. Considerable efforts have been devoted to mitigating these challenges. For example, pioneering Bayesian methodologies, including GraphSS and LlnDT, incorporate Bayesian label transitions and topology-based label sampling to strengthen the robustness of GNNs. However, GraphSS is hindered by slow convergence, while LlnDT faces challenges in sparse graphs. To overcome these limitations, we propose a novel label inference framework, TraTopo, which combines topology-driven label propagation, Bayesian label transitions, and link analysis via random walks. TraTopo significantly surpasses its predecessors on sparse graphs by utilizing random walk sampling, specifically targeting isolated nodes for link prediction, thus enhancing its effectiveness in topological sampling contexts. Additionally, TraTopo employs a shortest-path strategy to refine link prediction, thereby reducing predictive overhead and improving label inference accuracy. Empirical evaluations highlight TraTopo's superiority in node classification, significantly exceeding contemporary GCN models in accuracy.


翻译:图神经网络(GNN)已被广泛用于节点分类任务。然而,近期研究表明,GNN易受拓扑扰动影响,例如对抗攻击和边扰动。已有大量工作致力于缓解这些挑战。例如,包括GraphSS和LlnDT在内的开创性贝叶斯方法,通过引入贝叶斯标签转移和基于拓扑的标签采样来增强GNN的鲁棒性。但GraphSS存在收敛缓慢的问题,而LlnDT在稀疏图中面临挑战。为克服这些局限,我们提出一种新颖的标签推断框架TraTopo,该框架融合了拓扑驱动标签传播、贝叶斯标签转移以及基于随机游走的链接分析。TraTopo通过采用随机游走采样,特别是针对孤立节点进行链接预测,从而在拓扑采样场景中显著提升其在稀疏图上的效能。此外,TraTopo利用最短路径策略优化链接预测,从而降低预测开销并提高标签推断精度。实验评估凸显了TraTopo在节点分类中的优越性,其在准确性上显著超越当前主流的GCN模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 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
2+阅读 · 2014年12月31日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
最新内容
探秘Palantir:驱动美情报的科技巨头
专知会员服务
0+阅读 · 11分钟前
《美国海军军事海运司令部 2026年手册》
专知会员服务
0+阅读 · 20分钟前
《人工智能使能系统可靠性框架》
专知会员服务
1+阅读 · 57分钟前
2026“人工智能+”行业发展蓝皮书(附下载)
专知会员服务
10+阅读 · 4月26日
《强化学习数学基础》
专知会员服务
7+阅读 · 4月26日
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
《无人机革命:来自俄乌战场的启示》(报告)
专知会员服务
10+阅读 · 4月26日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员