Mar, 2024

生成优于修改：对抗图形异常检测中的高类同质性方差

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TL;DR基于图的异常检测是图神经网络领域中一个重要的研究主题。本文引入了一个名为 “类同质性方差” 的新度量方法，量化了图异常检测中不同类之间的同质性分布差异。为了减轻其影响，我们提出一种新型图神经网络模型 —— 同质性边生成图神经网络 (HedGe)。HedGe 使用自注意机制从零开始采样同质性邻接矩阵，并利用特征空间中相关但在原始图中未直接连接的节点。此外，我们修改了损失函数，对模型生成不必要的异质性边进行惩罚。广泛的对比实验表明，HedGe 在多个基准数据集上实现了最佳性能，包括异常检测和无边节点分类。该模型还改善了对新型异质性攻击的鲁棒性，该攻击增加了其他图分类任务中的类同质性方差。
发现论文，激发创造
  • 重新审视异质性对图神经网络的影响

    本文通过重新评估广泛使用的同质性度量，并从后集成节点相似性的角度研究了异质性。提出了一种新的度量方法，并证明了 local diversification operation 可以有效解决一些有害的异质性情况，然后提出了 Adaptive Channel Mixing（ACM）框架来自适应地利用聚合，多样性和标识通道，从而从多样化的节点异质性情况中提取更丰富的局部信息。经过 10 项基准节点分类任务的评估，ACM-augmented 基线始终实现了显着的性能提升，超过大多数任务上的最新 GNN，而不会带来显着的计算负担。

    Oct, 2022

  • 异质性是否对图神经网络进行节点分类造成实质性威胁？

    本文提出了 Adaptive Channel Mixing 框架，利用聚合，多样化和恒等通道来以自适应的方式解决 Graph Neural Networks 中的有害异质性问题，并在 10 个真实世界节点分类任务中获得了显着的性能提升。

    Sep, 2021

  • 具有异质性的图神经网络

    本研究提出了 CPGNN 框架，它使用可解释的兼容性矩阵来建模图中异相性（heterophily）或同相性（homophily）水平，并证明了该框架在更现实和具有挑战性的实验设置下比以前的作品要有效。

    Sep, 2020

  • 图神经网络中超越同构性：现有限制与有效设计

    该研究通过节约和邻居嵌入、高阶邻居和中间表示的结合，设计出一种草图神经网络（H2GCN），并通过实验表明其在半监督节点分类任务下，具有比传统模型更高的预测准确率，尤其对于异质性网络（即一对连接的节点可能具有不同的类别标签和不同的特征）表现更出色。

    Jun, 2020

  • 异质性如何影响图神经网络的鲁棒性？理论联系和实践含义

    研究图神经网络中的异质性标签与 GNN 对抗性攻击鲁棒性之间的关系，并且证实采用相应设计原则可以提高 GNN 的鲁棒性，实验证明采用这种设计可以比未接种疫苗的模型实现更好的鲁棒性，并且采用防御机制可以使其鲁棒性更强，性能提高达 18.33%。

    Jun, 2021

  • 同赋关系对于图神经网络的必要性？

    本研究发现传统的 GCN 比使用新架构的 GNN 在特定条件下在某些常用异质图上表现更好，证实了同质性不是良好 GNN 性能的必要条件。

    Jun, 2021

  • 图神经网络中本地同质水平的性能差异

    理论和实证研究表明，图神经网络可能过度依赖于用于训练的全局同质性，需要设计出更适应大范围局部同质性的图神经网络。

    Jun, 2023

  • 适应传播机制的强力图卷积网络，用于同构性和异构性

    本文提出了一种新的传播机制，可以智能地根据同类和异类节点之间的同质性或异质性自动更改传播和聚合过程，并基于拓扑和属性信息学习同质性度量方法，以刻画不同类别节点之间的相似度，在七个现实世界数据集上实验表明该方法优于现有方法。

    Dec, 2021

  • 异质图上的图神经网络综述

    本文首次全面回顾了异态图神经网络，提出了系统的分类法，分析了主要异态图神经网络模型，总结了主流异态图基准，并指出了未来研究和应用方向。

    Feb, 2022

  • 超越同质性：重构图形结构进行对图形不可知聚类

    本文提出了一种新的图聚类方法，包括三个关键组成部分：图重构、混合滤波器和双图聚类网络。实验结果表明，在 11 个基准图上，该方法在异质图上的表现优于其他方法。

    May, 2023