Sep, 2023

图神经网络中强化平滑与过度压缩的统一: 一种基于物理信息的方法及拓展

TL;DR借鉴于经典和量子物理中常用的反时间原理,本研究颠倒了图热方程的时间方向,产生了一类高通滤波函数,提高了图节点特征的清晰度。基于此概念,引入了基于多尺度热核的图神经网络(MHKG),通过综合不同的滤波函数对节点特征的影响,进一步将MHKG广义化为一种称为G-MHKG的模型,并全面展示了控制过度平滑、过度压缩和表现能力的各个元素的作用。本研究发现通过滤波函数的特性可以表征和分析上述问题,并揭示了过度平滑和过度压缩之间的权衡关系:提高节点特征的清晰度会使模型更容易过度压缩,反之亦然。此外,通过再次操作时间,展示了G-MHKG在较小条件下如何解决这两个问题。我们的实验结果证明了所提出模型的有效性,其在既具有同质性又具有异质性的图数据集上胜过了几个基线模型。