图神经网络的子群泛化和公平性

Jun, 2021

Subgroup Generalization and Fairness of Graph Neural Networks

Jiaqi Ma, Junwei Deng, Qiaozhu Mei

TL;DR本论文通过 PAC-Bayesian 分析来研究非 IID 半监督学习设置下的图神经网络（GNNs）的广义化性能，并分析了不同子组的未标记节点的广义化表现，以从理论角度进一步研究 GNNs 的准确性 -(不) 平等式（不）公平性。实验证实了我们的理论结果。

Abstract

Despite enormous successful applications of graph neural networks (GNNs), theoretical understanding of their generalization ability, especially for node-level tasks where data are not independent and identically-

graph neural networks generalization ability pac-bayesian analysis semi-supervised learning fairness

发现论文，激发创造

探索图神经网络的泛化理解

研究了图神经网络在泛化上的机制，建立了高概率边界和其对泛化差距和梯度的影响，得出结论和实验证据相符的新认识。

May, 2023

公平感知的图神经网络：一份调查

通过对图神经网络的公平性技术进行分类和研究，本文介绍了改善图神经网络公平性的先前工作，包括预处理步骤、训练过程和后处理阶段，同时提出了公平性评价指标的直观分类，并对用于基准测试的图数据集进行了总结，还针对未解决的关键问题和挑战进行了讨论。

Jul, 2023

缩小公平鸿沟：在图神经网络中实现群体和个体公平

在图学习的背景下，我们提出了一个名为 Fairness for Group and Individual (FairGI) 的新概念，该概念考虑了组公平性和组内个体公平性，并通过个体之间的相似度矩阵实现了组内个体公平性，同时利用对抗学习来解决组公平性，包括平等机会和统计平衡。实验结果表明，我们的方法在组公平性、组内个体公平性和总体个体公平性方面均优于其他最先进的模型，并且在预测准确性上保持可比较的性能。

Apr, 2024

关于对非分布式图形泛化图形神经网络

本文提出了一种名为 StableGNN 的基于因果关系的图神经网络框架，该框架从图数据中提取高级表示，并利用因果推断的区分能力帮助模型消除虚假相关性，具有良好的有效性、灵活性和解释性。

Nov, 2021

图神经网络中广义程度公平性的研究

本文针对传统图神经网络中存在的公平性问题，提出了一种新的 GNN 框架，使用可学习的去偏函数来消除不同节点间的度数差异所导致的偏差，以解决节点分类问题中存在的偏差。

Feb, 2023

分布变化下的图公平学习

图神经网络（GNNs）在图结构化数据上取得了显著的性能。然而，GNNs 可能从训练数据中继承偏见，并根据敏感属性（如性别和种族）做出具有歧视性的预测。最近，对于 GNNs 的公平性保证引起了越来越多的关注，但是所有这些研究都基于一个假设，即训练和测试数据来自同一个分布，即训练数据和测试数据来自同一张图。分布变化会导致图公平性性能降低吗？分布变化如何影响图公平性学习？从理论角度上来说，这些开放性的问题在很大程度上是未经探索的。为了回答这些问题，我们首先从理论上确定了决定图偏见的因素。随后，我们探索了影响测试图上公平性的因素，其中一个值得注意的因素是训练图和生成图之间某些群体的表示距离。在我们的理论分析的启发下，我们提出了我们的框架 FatraGNN。具体而言，为了保证在未知的测试图上的公平性表现，我们提出了一个图生成器，可以产生具有显著偏见和不同分布的多个图。然后，我们在训练图和生成图之间最小化每个特定群体的表示距离。这使得我们的模型能够在具有显著偏见的生成图上实现高分类和公平性性能，从而有效处理未知的测试图。在真实世界和半合成数据集上的实验证明了我们模型在准确性和公平性方面的有效性。

Jan, 2024

灵活表示多模块图神经网络以实现更好的泛化

本文研究了图神经网络的可扩展性和推广性，并提出了灵活的 GNNs 框架，通过多种节点更新函数和内部循环优化，使网络能够灵活适应新图并在多项推理任务中提高泛化能力。

Sep, 2022

通过节点归因解释图神经网络中的不公正性

本文提出了一种新的策略 PDD，它可以衡量 GNN 中表现出的偏见，并开发了一种算法来有效地估计每个训练节点对此偏见的影响力。在真实世界的数据集上进行实验验证了 PDD 的有效性和影响力估计的有效性，并演示了如何使用该框架进行 GNN 去偏见化。

Nov, 2022

分析 GNN 中采样对个体公平性的影响

使用小批量训练图神经网络的现有方法提高个体公平性，这对于在推荐系统中应用 GNN 具有重要意义。使用两种 GNN 方法进行评估，证明了利用小批量训练的图神经网络能够实现不仅相当的准确度，而且还能达到更好的公平性，其重要性在于利用局部细节来指导表示学习中的公平性促进过程。

Sep, 2022

一种基于 PAC-Bayesian 方法的图神经网络泛化界的研究

本文基于 PAC-Bayesian 方法推导出了两种主要的图神经网络（GCNs 和 MPGNNs）的泛化界，进一步显示节点最大度数和权重的谱范数支配了这两种模型的泛化界。

Dec, 2020