图神经网络--图机器学习导论

图机器学习导论


图神经网络

  • 图机器学习导论
  • 前言
  • 一、图神经网络的特点
  • 二、图神经网络的流程
    • 1.整体流程
    • 2.表示学习
    • 3.常用场景
    • 4.任务层次类型
    • 5.任务分类


前言

  传统机器学习的数据样本之间存在独立同分布的关系,也可认为“样本之间无关联”。在执行分类或回归任务时,仅需完成拟合决策边界或分布曲线的工作即可。这些“样本之间无关联”的应用场景可以使用经典的全连接神经网络、卷积神经网络、循环神经网络、Transformer等方法。对于“样本之间无关联”的应用场景,可将样本转换为不包含“关联关系”的节点与包含“关联关系”的这两个部分,然后利用图神经网络来解决“样本之间存在关联”的问题。


一、图神经网络的特点

  1. 输入尺寸任意、拓扑结构复杂;
  2. 无固定节点顺序、无参考锚点;
  3. 图结构动态变化、多模态特征。

二、图神经网络的流程

1.整体流程

在这里插入图片描述
  无需人工特征工程,通过端到端的表示学习来实现自动学习特征。

2.表示学习

  表示学习是将节点表示为d维向量(包含节点的链接关系)
图神经网络--图机器学习导论_第1张图片

3.常用场景

  1. 最短路径搜索
  2. 节点重要度分析
  3. 社群检测
  4. 关系预测
  5. 相似度分析
  6. 图嵌入(表示)
    图神经网络--图机器学习导论_第2张图片

4.任务层次类型

  1. 节点层任务
  2. 连接层任务
  3. 社群(子图)层面任务(聚类)
  4. 图层面任务(图预测、图生成)

5.任务分类

  1. 节点分类
  2. 连接预测
  3. 图分类
  4. 聚类
  5. 社群检测
  6. 异常检测

图神经网络--图机器学习导论_第3张图片

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