[论文精读]Line Graph Neural Networks for Link Prediction

news2024/10/6 14:32:09

论文网址:Line Graph Neural Networks for Link Prediction | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore

论文代码:GitHub - divelab/LGLP

英文是纯手打的!论文原文的summarizing and paraphrasing。可能会出现难以避免的拼写错误和语法错误,若有发现欢迎评论指正!文章偏向于笔记,谨慎食用

目录

1. 省流版

1.1. 心得

1.2. 论文总结图

2. 论文逐段精读

2.1. Abstract

2.2. Introduction

2.3. Related Work

2.4. The Proposed Methods

2.4.1. Problem Formulation

2.4.2. Overall Framework

2.4.3. Line Graph Neural Networks

2.4.4. The Proposed Algorithm

2.5. Experiments

2.5.1. Datatsets and Baseline Models

2.5.2. Experimental Setup

2.5.3. Results and Analysis

2.6. Conclusion

4. Reference


1. 省流版

1.1. 心得

(1)这么大篇幅夸SEAL然后还不在摘要和intro里说自己的模型名差点让我觉得你们提出来的就是SEAL了-,-

(2)这里总是会强调封闭的子图,就是"enclosing subgraph"

1.2. 论文总结图

2. 论文逐段精读

2.1. Abstract

        ①⭐Link (edge) prediction in the original graph equals to the node classification in the line graph

2.2. Introduction

        ①⭐Heuristic methods for link prediction always limit, such as methods in social network do not match tasks in molecule

        ②⭐Link prediction can be converted to graph classification when regards enclosing subgraph as a graph

metabolic  adj. 变化的;[生理]新陈代谢的

2.3. Related Work

        ①Categories of link prediction methods: heuristic methods, embedding methods, deep learning methods

        ②Heuristic methods: first-order, secondorder, and high-order methods

        ③Embedding methods: matrix factorization and stochastic block

        ④Deep learning methods: SEAL

2.4. The Proposed Methods

2.4.1. Problem Formulation

        ①For a graph G=\left ( V, E \right )V=\left \{ v_1, v_2,...,v_n \right \} is the node set, E\subseteq V \times V is the edge set, and adjacency matrix A 

2.4.2. Overall Framework

        ①The original graph for link prediction in social networks (this method mainly focus on 1-hop neighbors and extracting subgraphs) (1-hop can be extended to h-hop). 

extracted subgraph:

The common connections determine the relations between A and B

        ②Steps of link prediction: enclosing subgraph extraction, node labeling, feature learning and link prediction

        ③Overall framework:

where the double circles are the centered nodes, and the pure yellow circle inthe forth graph is the aimed link

2.4.3. Line Graph Neural Networks

(1)Line graph space transformation

        ①⭐我觉得它和传统线图不一样,传统的是无向→有向,但是它还是无向→无向。作者定义的是当原图中的两个边有共享顶点时,两条边在线图中变成俩顶点并存在一条连接

        ②Example:

        ③⭐The number of edges in L(G) is \frac{1}{2}\sum_{i=1}^{m}d^2_i-n, where d_i denotes the degree of node i in original graph, n is the edge number in the original graph

(2)Node label transformation

        ①Node label generation:

l_{(v_1,v_2)}=\mathrm{concate}(\min(f_l(v_1),f_l(v_2)),\max(f_l(v_1),f_l(v_2)))

where the f denotes the node labeling function, v_1 and v_2 represent the end nodes of edge. In undirected graph, edge (v_1,v_2) equals to edge (v_2,v_1)

        ②作者意思是①确实适用于无向图因为无论v_1v_2顺序和编号咋样得到的l都一样。但是如果加进去俩节点属性就会有顺序上的问题,所以节点属性还是应该取和:

l_{(v_1,v_2)}=\mathrm{concate}(\min(f_l(v_1),f_l(v_2)),\max(f_l(v_1),f_l(v_2)),X_{v_1}+X_{v_2})

where X_{v_1} and X_{v_2} are the node attributes of v_1 and v_2. And this l will be the node attribute of this edge in the line graph

(3)Feature Learning by Graph Neural Networks

        ①Updating of GNN:

Z_{(v_i,v_j)}^{(k+1)}=\left(Z_{(v_i,v_j)}^{(k)}+\beta\sum_{d\in\mathcal{N}_{(v_i,v_j)}}Z_d^{(k)}\right)W^{(k)}

where \mathcal{N}_{(v_i,v_j)} is all the neighbors of node {(v_i,v_j)}W is a weight matrix and \beta denotes the normalization coefficient. Z_{(v_{i},v_{j})}^{0}=l_{(v1,v2)}

        ②Cross entropy loss:

\mathcal{L}_{CE}=-\sum_{l\in L_{t}}(y_{l}\mathrm{log} (p_{l})+(1-y_{l})\mathrm{log} (1-p_{l}))

where L_t is the links which need to be predicted, p_l is the probability that the link l exists, y_{l}\in\{0,1\} represents if the link exists

(4)Connection With Learning on Original Graphs

        ①Edge feature:

f_e=g(f_l(v1),f_l(v2))

where g\left ( \cdot \right ) denotes GNN

        ②They rewrite the updating function:

\begin{aligned}Z_{(v_{i},v_{j})}^{1}&=(l_{(v1,v2)}+\beta\sum_{d_{1}\in\mathcal{N}_{v1}}\sum_{d_{2}\in\mathcal{N}_{d1}}l_{(d1,d2)}+\beta\sum_{d_{3}\in\mathcal{N}_{v2}}\sum_{d_{4}\in\mathcal{N}_{d3}}l_{(d3,d4)})W^{(0)}\end{aligned}

⭐作者意思就是因为线图中的节点(原图的边)包含了原图中边连接的两个顶点,然后线图中节点聚合的一阶会聚合周围的节点,但是周围的节点也源于原图中其他的两个顶点,相当于是线图中一跳等于原图两跳结合。不过这个还是要取决于怎么定义线图节点特征

2.4.4. The Proposed Algorithm

(1)Enclosing Subgraph Extraction

        ①Constructing 2-hop enclosing subgraph:

G_{(v_i,v_j)}^2=\{v|\min(d(v,v_i),d(v,v_j)\leq2)\}

(2)Node Labeling

        ①Identifying 2 target nodes first

        ②Providing the importance of each node to target nodes

        ③Node labeling function:

f_l(v)=1+\min(d(v,v_1),d(v,v_2))+(d_s/2)[(d_s/2)+(d_s)\%2-1]

where d_s=d(v,v_1)+d(v,v_2)

        ④Lable of target nodes: f_l(v_1)=1 and f_l(v_2)=1

        ⑤Lable of unreachable nodes: for d(v,v_{1})=\infty or d(v,v_{2})=\infty, there is f_l(v)=0

2.5. Experiments

2.5.1. Datatsets and Baseline Models

        ①Dataset:

2.5.2. Experimental Setup

        ①Sample selection: 50% for training and 50% for testing

        ②Introducing parameter settings in other models

        ③Epoch: 15

2.5.3. Results and Analysis

        ①Running times: 10, with different split

        ②AUC comparison table with 80% for training:

        ③AP comparison table with 80% for training:

        ④AUC comparison table with 50% for training:

        ⑤AP comparison table with 50% for training:

        ⑥Loss table:

        ⑦AUC comparison under different data spliting ratio:

        ⑧t_SNE on different dataset:

2.6. Conclusion

        Line graph might overcome the disadvantage of graph pooling

4. Reference

Cai, L., Li, J., Wang, J., & Ji, S. (2021) 'Line Graph Neural Networks for Link Prediction', IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 44(9). doi:  10.1109/TPAMI.2021.3080635

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1828969.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

植物大战僵尸杂交版全新版v2.1解决全屏问题

文章目录 🚋一、植物大战僵尸杂交版❤️1. 游戏介绍💥2. 如何下载《植物大战僵尸杂交版》 🚀二、解决最新2.1版的全屏问题🌈三、画质增强以及减少闪退 🚋一、植物大战僵尸杂交版 《植物大战僵尸杂交版》是一款在原版《…

【three.js】设置canvas画布背景透明

通过Three.js渲染一个模型的时候,不希望canvas画布有背景颜色,也就是canvas画布完全透明,可以透过canvas画布看到画布后面叠加的HTML元素图文,呈现出来一种三维模型悬浮在网页上面的效果。 比如我们现在的模型背景是黑色的&#…

linxu-Ubuntu系统上卸载Kubernetes-k8s

如果您想从Ubuntu系统上卸载Kubernetes集群,您需要执行以下步骤: 1.关闭Kubernetes集群: 如果您的集群还在运行,首先您需要使用kubeadm命令来安全地关闭它: sudo kubeadm reset在执行该命令后,系统会提示…

哪些数据管理知识领域需要做到数据全生命周期管理

一、数据生命周期 数据管理、数据治理、数据安全、元数据管理、数据治理等知识领域,都需要按照数据的生命周期开展管理工作。数据生命周期包括计划、设计/启用、创建/获取、存储/维护、使用、增强和处置。详见下图。 1.数据治理生命周期 1)规划:将数据要求与业务战略连接起…

HTTP-代理

HTTP-代理 web代理服务器是网络的中间实体,代理位于客户端和服务器之间,扮演者中间人的角色,在各端点之间来回传递http报文 web的中间实体 web上的代理服务器是代表客户端完成事务处理的中间人,如果没有web代理,htt…

拍抖音素材段子去哪里找?哪里有搞笑段子文案以及视频素材?

拍抖音视频非常火爆,很多人都在为找素材发愁。别担心,今天我给大家推荐几个非常不错的网站,保证你们找到满满的灵感,拍出更有趣的段子视频! 蛙学府 首先要推荐的是蛙学府。这个网站不仅素材多,还提供各种段…

ChatGPT 网页会话过程数据传输分析以及横向对比

新建一个会话 https://chatgpt.com/backend-api/conversation POST 请求 {"action": "next","messages": [{"id": "aaa2d6d4-5a8b-473e-bd21-e3bf2ee4f571","author": {"role": "user"},&…

matlab动画模拟三体问题,微分方程,动力学

介绍 三体问题(Three-Body Problem)是经典力学中的一个著名问题,它研究的是三个质量相似的天体在相互引力作用下的运动规律。这个问题最早由艾萨克牛顿(Isaac Newton)在1687年的《自然哲学的数学原理》中提出&#xf…

oracle RAC安装 保姆级教程

使用SSHXmanager 我的本地IP是172.17.68.68 服务器配置 [rootrac12-1 ~]# cat /etc/hosts 127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4 ::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6 #Public IP …

全网爆火《pvz植物大战僵尸杂交版》最新安装包,Android、Windows、ios安装包+教程!

今天阿星想和大家分享一个最近在B站上引起轰动的老游戏——《植物大战僵尸》! 是的,你没听错,就是那个曾经让我们熬夜到天亮,一关接一关挑战的游戏。 让我们来聊聊,这款游戏怎么就突然又火了起来呢? 原来…

[Linux] UDP协议介绍:UDP协议格式、端口号在网络协议栈那一层工作...

TCP/IP网络模型, 将网络分为了四层: 之前的文章中以HTTP和HTTPS这两个协议为代表, 简单介绍了应用层协议. 实际上, 无论是HTTP还是HTTPS等应用层协议, 都是在传输层协议的基础上实现的 而传输层协议中最具代表性的就是: UDP和TCP协议了. 以HTTP为例, 在使用HTTP协议通信之前, …

上海磐璟物流设备携物流笼车、金属周转箱等盛装亮相2024杭州快递物流展

上海磐璟物流设备有限公司携物流笼车、金属周转箱、周转架等物流设备盛装亮相2024长三角快递物流展(杭州),7月8日杭州国际博览中心3C馆C09-1与您相约! 我公司是集研发、设计、生产、销售、服务为一体的物流装备企业;1…

【学习-华为HCIA数通网络工程师真题(持续更新)】(2024-6-16更)

1、在 VRP 平台上,可以通过下面哪种方式访向上条历史命令? 上光标 (ctrlU 为自定义快捷键,ctrlP 为显示历史缓存区的前一条命令,左光标为移动光标) 2、主机 A (10.1.1.2/24)和主机 B…

函数(上)(C语言)

函数(上) 一. 函数的概念二. 函数的使用1. 库函数和自定义函数(1) 库函数(2) 自定义函数的形式 2. 形参和实参3. return语句4. 数组做函数参数 一. 函数的概念 数学中我们其实就见过函数的概念,比如:一次函数ykxb,k和b都是常数&a…

acwing 5575. 改变数值 | c++题解及解释

acwing 5575. 改变数值 题目 代码及解释 #include <iostream> #include <cstring> #include <algorithm> #include <unordered_map> using namespace std;const int N305; int a[N],b[N]; unordered_map<int,int>f[N]; const int INF1e9;int gc…

DDPAI盯盯拍记录仪删除后的恢复方法(前后双路)

DDPAI盯盯拍行车记录仪的口碑相当不错&#xff0c;其产品一直以行车记录仪为主&#xff0c;曾经使用过比较早的产品&#xff0c;体验还不错。下面来看下这个DDPAI的视频恢复方法。 故障存储: 64G存储卡 /文件系统&#xff1a;FAT32 故障现象: 在发生事故后在记录仪上看到了…

《全职猎人》

《全职猎人》 [1-2]是日本漫画家富坚义博的作品。 1999年版改编电视动画由日本动画公司负责动画制作&#xff0c;于1999年10月16日&#xff0d;2001年3月30日在富士电视台播出&#xff0c;该动画的故事至贪婪之岛篇章结束&#xff0c;全92话。 该作在富坚义博老师天马行空的想…

mysql-connector下载教程(手把手)

下载一个第三方库主要有三种途径&#xff1a; 去官方网站 Oracle 官网去github去Maven中央仓库 前两个方法比较麻烦&#xff0c;你还需要去找。 这里就只介绍maven的方法 Maven类似于手机app的应用商店。 操作步骤&#xff1a; 点击右边进入官网Maven中央仓库 在搜索框中…

内存泄漏 内存溢出

概念 内存泄漏&#xff1a;是程序没有正确的释放已分配的内存&#xff0c;造成系统内存的浪费。内存泄漏很难发现&#xff0c;因为他不会直接导致程序崩溃&#xff0c;而是会慢慢降低程序的性能。 内存溢出&#xff1a;系统中存在无法回收的内存或使用的内存过多&#xff0c;…

618大促背后的智能力量:天润融通如何用AI大模型提升客户服务?

五一结束之后&#xff0c;消费零售企业马上又要进入一场紧锣密鼓的新战斗——618&#xff0c;一场上半年最重要的促销活动。 对品牌和商家来说&#xff0c;每年618都是一场新考验。因为618时间有限&#xff0c;而消费趋势总是在不断变化&#xff0c;市场竞争又越来越激烈。如何…