Recent graph neural networks (GNNs) with the attention mechanism have historically been limited to small-scale homogeneous graphs (HoGs). However, GNNs handling heterogeneous graphs (HeGs), which contain several entity and relation types, all have shortcomings in handling attention. Most GNNs that learn graph attention for HeGs learn either node-level or relation-level attention, but not both, limiting their ability to predict both important entities and relations in the HeG. Even the best existing method that learns both levels of attention has the limitation of assuming graph relations are independent and that its learned attention disregards this dependency association. To effectively model both multi-relational and multi-entity large-scale HeGs, we present Bi-Level Attention Graph Neural Networks (BA-GNN), scalable neural networks (NNs) that use a novel bi-level graph attention mechanism. BA-GNN models both node-node and relation-relation interactions in a personalized way, by hierarchically attending to both types of information from local neighborhood contexts instead of the global graph context. Rigorous experiments on seven real-world HeGs show BA-GNN consistently outperforms all baselines, and demonstrate quality and transferability of its learned relation-level attention to improve performance of other GNNs.


翻译:摘要:近期带有注意力机制的图神经网络(GNNs)在历史上局限于小规模同构图(HoGs)。然而,处理包含多种实体类型与关系类型的异构图(HeGs)的GNNs在注意力机制方面均存在缺陷。多数学习异构图注意力的GNNs仅能学习节点级或关系级注意力之一,而非两者兼备,这限制了其预测异构图中的关键实体与关系的能力。即便现有最佳方法能学习双层级注意力,仍存在假设图关系彼此独立、且所学习的注意力忽略这种依赖关联的问题。为有效建模兼具多关系与多实体的大规模异构图,我们提出双层级注意力图神经网络(BA-GNN)——一种可扩展的神经网络,采用新颖的双层级图注意力机制。BA-GNN通过分层关注局部邻域上下文而非全局图上下文中的两类信息,以个性化方式建模节点-节点与关系-关系交互。在七个真实异构图上开展的严格实验表明,BA-GNN持续优于所有基线模型,其学习的关系级注意力具备高质量与可迁移性,可提升其他GNNs的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9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
AAAI2020 图相关论文集
图与推荐
11+阅读 · 2020年7月15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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24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
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
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Attentive Graph Neural Networks for Few-Shot Learning
Arxiv
40+阅读 · 2020年7月14日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
20+阅读 · 2019年11月23日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
VIP会员
最新内容
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
14+阅读 · 8月7日
相关论文
Arxiv
12+阅读 · 2022年11月21日
Attentive Graph Neural Networks for Few-Shot Learning
Arxiv
40+阅读 · 2020年7月14日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
20+阅读 · 2019年11月23日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
相关基金
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
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
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008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