GCN编码器

一、GCN编码器

        GCN是指图卷积神经网络,但是这里我将重点谈谈卷积二字,而不重点强调神经网络四字。如果将GCN强调在卷积二字,那么GCN将被看成一个编码器。编码器的输入是图中节点的特征,以及邻接矩阵、度矩阵等。

        对于一个图,我们拥有一组节点的特征

其中N是图的节点个数,\tiny \vec{x}_i \in \mathbb{R}^F是节点\tiny i所对应的特征。

        另外节点之间的关系信息用邻接矩阵\tiny \mathbf{A}\in \mathbb{R}^{N\times N},以及图关于节点的度的矩阵\tiny \mathbf{D}\in \mathbb{R}^{N\times N},那么一个GCN编码器为

其中\tiny \sigma是一个激活函数,例如ReLU;\tiny \mathbf{I}_NN阶单位矩阵;而\tiny \hat{\mathbf{D}}\tiny \hat{\mathbf{A}}对应的度矩阵,即\tiny \hat{\mathbf{D}}_{ii}=\sum_{j}^{} \hat{\mathbf{A}}_{ij}, \tiny \mathbf{\Theta} \in \mathbb{R}^{F\times F'}是可学习的线性转换器(反正就是可学习的参数)。

        如此下来,可以轻易地看出,这个GCN就是一个简单的矩阵计算过程。但实际上,这些个简单的计算过程是可以嵌套,进而组成图卷积神经网络,体现在多层的GCN编码,而不是一层。

        另外,如果想要更加细致地观察各个矩阵里面的值,可以参考这篇博客:浅谈GCN。

二、参考

        Velickovic, P., Fedus, W., Hamilton, W. L., Liò, P., Bengio, Y., & Hjelm, R. D. (2019). Deep Graph Infomax. ICLR (Poster)2(3), 4.

        浅谈GCN

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