模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能  2022, Vol. 35 Issue (8): 743-753    DOI: 10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202208005
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图自适应原型网络的小样本节点分类方法
郭瑞泽1, 魏巍1,2, 崔军彪1, 冯凯1,2
1.山西大学 计算机与信息技术学院 太原 030006;
2.山西大学 计算智能与中文信息处理教育部重点实验室 太原 030006
Few-Shot Node Classification Method of Graph Adaptive Prototypical Networks
GUO Ruize1, WEI Wei1,2, CUI Junbiao1, FENG Kai1,2
1. School of Computer and Information Technology, Shanxi University, Taiyuan 030006;
2. Key Laboratory of Computational Intelligence and Chinese Information Processing of Ministry of Education, Shanxi University, Taiyuan 030006

全文: PDF (876 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 小样本节点分类旨在让机器从少量节点中学习到快速认知和分类的能力,现有小样本节点分类模型的分类性能容易受到图编码器提取的节点特征不够准确和子任务中支撑集实例的类内异常值的影响.为此,文中提出图自适应原型网络(Graph Adaptive Prototypical Networks, GAPN)的小样本节点分类方法.首先,将图中的节点通过图编码器嵌入度量空间中.然后,将全局重要度和局部重要度的融合结果作为支撑集实例的权重计算类原型,使查询集实例能自适应地学习更鲁棒的类原型.最后,计算自适应任务的类原型与查询集实例之间距离产生的分类概率,最小化分类概率和真实标签间的正间隔损失,反向更新网络参数,学习到更有判别性的节点特征.在常用图数据集上的实验表明,文中方法具有较优的节点分类性能.
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作者相关文章
郭瑞泽
魏巍
崔军彪
冯凯
关键词 小样本学习节点分类图神经网络原型网络    
Abstract:Few-shot node classification aims to make machines recognize and classify quickly from a small number of nodes. Existing few-shot node classification models are easily affected by the inaccurate node features extracted by encoders and the intra-class outliers of query set instances in sub-tasks. Therefore, a graph adaptive prototypical networks(GAPN) model is proposed. Firstly, the nodes are embedded into the metric space by the graph encoder. Then, prototypes are computed by fusing the global importance and the local importance as weight of support set instances, and thus more robust prototypes can be learned adaptively for query set instances. Finally, the distance between the class prototypes of the adaptive task and the query set instance is calculated to generate the classification probability. By minimizing the positive marginal feedback loss between the classification probability and the true label, network parameters are updated backward and more discriminative node features can be learned. Experimental results on common graph datasets show that GAPN model yields better node classification performance.
Key wordsFew Shot Learning    Node Classification    Graph Neural Networks    Prototypical Networks   
收稿日期: 2022-03-21     
ZTFLH: TP391  
基金资助:国家自然科学基金项目(No.61976184,61772323)资助
通讯作者: 魏 巍,博士,教授,主要研究方向为数据挖掘、机器学习.E-mail:weiwei@sxu.sdu.cn.   
作者简介: 郭瑞泽,硕士研究生,主要研究方向为机器学习.E-mail:1669612095@qq.com.
崔军彪,博士研究生,主要研究方向为数据挖掘、机器学习.E-mail:945546899@qq.com.
冯 凯,博士,副教授.主要研究方向为互连网络与图.E-mail:fengkai@sxu.edu.cn.
引用本文:   
郭瑞泽, 魏巍, 崔军彪, 冯凯. 图自适应原型网络的小样本节点分类方法[J]. 模式识别与人工智能, 2022, 35(8): 743-753. GUO Ruize, WEI Wei, CUI Junbiao, FENG Kai. Few-Shot Node Classification Method of Graph Adaptive Prototypical Networks. Pattern Recognition and Artificial Intelligence, 2022, 35(8): 743-753.
链接本文:  
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