In this paper, we investigate Unsupervised Episode Generation methods to solve Few-Shot Node-Classification (FSNC) problem via Meta-learning without labels. Dominant meta-learning methodologies for FSNC were developed under the existence of abundant labeled nodes for training, which however may not be possible to obtain in the real-world. Although few studies have been proposed to tackle the label-scarcity problem, they still rely on a limited amount of labeled data, which hinders the full utilization of the information of all nodes in a graph. Despite the effectiveness of Self-Supervised Learning (SSL) approaches on FSNC without labels, they mainly learn generic node embeddings without consideration on the downstream task to be solved, which may limit its performance. In this work, we propose unsupervised episode generation methods to benefit from their generalization ability for FSNC tasks while resolving label-scarcity problem. We first propose a method that utilizes graph augmentation to generate training episodes called g-UMTRA, which however has several drawbacks, i.e., 1) increased training time due to the computation of augmented features and 2) low applicability to existing baselines. Hence, we propose Neighbors as Queries (NaQ), which generates episodes from structural neighbors found by graph diffusion. Our proposed methods are model-agnostic, that is, they can be plugged into any existing graph meta-learning models, while not sacrificing much of their performance or sometimes even improving them. We provide theoretical insights to support why our unsupervised episode generation methodologies work, and extensive experimental results demonstrate the potential of our unsupervised episode generation methods for graph meta-learning towards FSNC problems.


翻译:本文探究无监督情节生成方法,旨在通过元学习解决无标签条件下的少样本节点分类问题。目前主流的少样本节点分类元学习方法均基于训练阶段存在大量标签节点这一假设,然而现实场景中此类条件往往难以满足。尽管已有研究尝试解决标签匮乏问题,但这些方法仍需依赖少量标签数据,导致无法充分利用图中所有节点的信息。自监督学习虽能在无标签条件下有效处理少样本节点分类问题,但其主要学习通用节点表征,未考虑下游任务特性,因而性能受限。本文提出无监督情节生成方法,在保留元学习泛化能力的同时解决标签匮乏问题。我们首先提出基于图增强生成训练情节的g-UMTRA方法,但该方法存在两大缺陷:(1)增强特征计算导致训练时间增加;(2)对现有基线方法的适用性较低。因此,我们提出"邻域即查询"(NaQ)方法,通过图扩散获取结构邻居并生成训练情节。所提方法具有模型无关特性,即可灵活嵌入任意现有图元学习模型,在保持原有性能的同时甚至能提升部分模型表现。我们从理论层面论证了无监督情节生成方法的有效性,并通过大量实验证明该方法在处理少样本节点分类问题中的图元学习任务时具有显著潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
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
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
1+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
2+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
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月16日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月16日
Arxiv
31+阅读 · 2020年9月21日
Arxiv
21+阅读 · 2019年8月21日
Arxiv
21+阅读 · 2019年3月25日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:21
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
1+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
2+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