模式识别与人工智能
2025年5月2日 星期五   首 页     期刊简介     编委会     投稿指南     伦理声明     联系我们                                                                English
模式识别与人工智能  2024, Vol. 37 Issue (12): 1069-1082    DOI: 10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202412003
论文与报告 最新目录| 下期目录| 过刊浏览| 高级检索 |
基于自适应组合滤波器的谱图神经网络
李伟诺1, 黄梅香1, 卢福良1, 屠良平1,2
1.闽南师范大学 数学与统计学院 漳州 363000
2.辽宁科技大学 理学院 鞍山 114051
Spectral Graph Neural Network Based on Adaptive Combination Filters
LI Weinuo1, HUANG Meixiang1, LU Fuliang1, TU Liangping1,2
1. School of Mathematics and Statistics, Minnan Normal University, Zhangzhou 363000
2. School of Science, University of Science and Technology Liao-ning, Anshan 114051

全文: PDF (1368 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 谱图神经网络(Spectral Graph Neural Networks, SGNNs)在处理同配图数据时性能较优.然而,现有的SGNNs大多基于拉普拉斯矩阵的多项式近似设计滤波器,难以有效捕获图谱信号中的高频部分,进而限制其在异配图数据上的应用.此外,基于拉普拉斯矩阵设计的滤波器仅反映图拓扑的全局结构特征,无法灵活适应图数据中复杂的局部模式.为此,文中提出基于自适应组合滤波器的谱图神经网络(Spectral Graph Neural Network Based on Adaptive Combination Filters, ACGNN),从非多项式基的角度出发,组合图拉普拉斯矩阵的特征向量和特征值,设计根据节点邻域模式进行划分的组合滤波器,有效捕捉和学习不同节点的邻域结构模式.同时,在滤波器函数中加入与节点特征相关的参数矩阵,使滤波器能根据节点特征自适应调整权重.在5个同配图数据集和3个异配图数据集上的实验表明ACGNN的有效性和优越性.
服务
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
李伟诺
黄梅香
卢福良
屠良平
关键词 谱图神经网络异配图组合滤波器节点分类    
Abstract:Spectral graph neural networks(SGNNs) exhibit strong performance in processing homophilic graph data. However, most existing SGNNs design filters based on polynomial approximations of Laplacian matrix, which struggle to effectively capture high-frequency components of graph signals. Consequently, their performance on heterophilic graphs is limited. Additionally, filters based on Laplacian matrix can only capture global structural features of graph topology, limiting their adaptability to complex local patterns in graph data. To overcome these limitations, a spectral graph neural network based on adaptive combination filters(ACGNN) is proposed. Instead of using polynomial bases, eigenvectors and eigenvalues of Laplacian matrix are combined to design a filter by partitioning node neighborhood patterns, and the filter can effectively capture and learn diverse node neighborhood structural patterns. Moreover, the filter can adaptively adjust weights based on node characteristics by integrating a parameter matrix associated with node features into the filter function. Experimental results on both homophilic and heterophilic graph datasets validate the effectiveness and superior performance of ACGNN.
Key wordsSpectral Graph Neural Network    Heterophilic Graph    Combination Filters    Node Classification   
收稿日期: 2024-09-23     
ZTFLH: TP 391  
基金资助:国家自然科学基金项目(No.12271235)、福建省自然科学基金项目(No.2021J06029)、闽南师范大学科技项目(No.KJ2021020)、闽南师范大学高级别培育项目(No.MSGJB2022010)资助
通讯作者: 黄梅香,博士,讲师,主要研究方向为图像处理、深度学习.E-mail:mxiang_huang@163.com.   
作者简介: 李伟诺,硕士研究生,主要研究方向为机器学习、图神经网络.E-mail:mnwnli@163.com.
卢福良,博士,教授,主要研究方向为图论及其应用.E-mail:flianglu@163.com.
屠良平,博士,教授,主要研究方向为机器学习、人工智能.E-mail:tuliangping@ustl.edu.cn.
引用本文:   
李伟诺, 黄梅香, 卢福良, 屠良平. 基于自适应组合滤波器的谱图神经网络[J]. 模式识别与人工智能, 2024, 37(12): 1069-1082. LI Weinuo, HUANG Meixiang, LU Fuliang, TU Liangping. Spectral Graph Neural Network Based on Adaptive Combination Filters. Pattern Recognition and Artificial Intelligence, 2024, 37(12): 1069-1082.
链接本文:  
http://manu46.magtech.com.cn/Jweb_prai/CN/10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202412003      或     http://manu46.magtech.com.cn/Jweb_prai/CN/Y2024/V37/I12/1069
版权所有 © 《模式识别与人工智能》编辑部
地址:安微省合肥市蜀山湖路350号 电话:0551-65591176 传真:0551-65591176 Email:bjb@iim.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发 技术支持:support@magtech.com.cn