图神经网络入门——基本概念
1、图神经网络有什么优势?
经典的深度学习方法(比如DNN、RNN、CNN)能够有效的处理原始的输入,比如语音、图片、文本,但对于上面的图结构信息,就不是很有效了。这样就引入了本文的主角-图神经网络。图神经网络的应用场景非常广泛,比如,社交网络(用户节点,关系为边)、电子购物(用户为和商品为节点,用户与商品之间的联系为边)、化学分子(原子为节点,化学键为边)。
2、图神经网络中的图是什么图?
图神经网络中使用的是经典数据结构与算法中的图。
3、图神经网络的基本框架是怎样的?
图G=(V,E),很显然,图神经网络就是把整个图G、每个节点V、每条边E转化为稠密向量。当然没必要每次都把G、V、E都进行向量化,哪部分向量化取决于实际的应用场景。一般来说主要包含三类任务:
①节点层面的任务:
比如文章最开始提到的引文网络中,节点论文的分类,社交网络中用户标签的分类等。此时,主要关注节点和边层面的特征。
②边层面的任务
比如社交网络中,将用户作为节点,用户之间的关注关系建模为边,通过边预测实现社交用户的推荐。此时,主要关注节点和边的特征。
③图层面的任务
比如对药物分子的分类。此时,任务不依赖于某个节点或某条边的属性,而是,需要考虑整个图的信息。
4、图嵌入、图神经网络、图卷积是什么关系?
以下都属于图神经网络:
①图嵌入(Graph Embedding)(基于深度学习的图嵌入)、
②图神经网络(GNN)我的研究重点!!!(如Point GNN:使用图神经网络的3d目标检测方法)、
GNN比较经典的是这篇《The Graph Neural Network Model》
③图卷积(GCN)
经典的空域GCN是这篇《Learning Convolutional Neural Networks for Graphs》:
https://tkipf.github.io/graph-convolutional-networks/
论文对应PPT:
extension://bfdogplmndidlpjfhoijckpakkdjkkil/pdf/viewer.html?file=http%3A%2F%2Fwww.matlog.net%2Ficml2016_slides.pdf