中文免费简书-《图神经网络模型(GNN)原理及应用综述》pdf免费分享
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图(graph)是⼀种数据结构,图神经⽹络(GNN)是深度学习在图结构上的⼀个分⽀。常⻅的图结构包含节点(node)和边(edge),其中,节点包含了实体(entity)信息,边包含实体间的关系(relation)信息。现在许多学习任务都需要处理图结构的数据,⽐如物理系统建模(physics system)、学习分⼦指纹(molecularfingerprints)、蛋⽩质接⼝预测(protein interface)以及疾病分类(classify diseases),这些都需要模型能够从图结构的输⼊中学习相关的知识。
GNN起源
GNN起源于两种动机,⼀种动机来⾃于卷积神经⽹络(CNN),另⼀种动机来⾃于图嵌⼊(graphembedding)。第⼀种来源于CNN,CNN能够提取出多尺度的局部空间特征,并将它们进⾏组合来构建更加⾼级的表⽰(expressive representations)。如果深⼊研究CNN和图结构的特点,可以发现CNN的核⼼特点在于:局部连接(local connection),权重共享(shared weights)和多层叠加(multi-layer)。这些同样在图问题中⾮常试⽤,因为图结构是最典型的局部连接结构,其次,共享权重可以减少计算量,另外,多层结构是处理分级模式(hierarchical patterns)的关键。然⽽,CNN只能在欧⼏⾥得数据(Euclideandata),⽐如⼆维图⽚和⼀维⽂本数据上进⾏处理,⽽这些数据只是图结构的特例⽽已,对于⼀般的图结构,可以发现很难将CNN中的卷积核(convolutional filters)和池化操作(pooling operators)迁移到图的操作上。
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