IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS, VOL. 20, NO. 1, JANUARY 2009
本文发表时间较早,介绍了图神经网络及其相关建模、计算过程等。
本 Graph Neural Networks 用于 graph-level 的 classification 或 regression。
Model
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对于一个graph来说,计算一个state的值需要其本身的信息及其邻居节点和相连的边的信息,如下图所示:
Graph - 计算公式为:
其中,fw 被称为 local transition function,gw 为 local output function。
- 也可以用另一种方法表示:
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通过 Banach’s fixed point theorem,可以使每个state有存在的唯一解,其迭代方程为:
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下图为计算过程的图形表示,最终有些类似与RNN:
GNN
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而在实现中,网络中的参数使用梯度下降和反向传播进行学习,具体算法如下图:
Algorithm -
输出函数:
Linear (nonpositional) GNN:
Nonlinear (nonpositional) GNN:多层FNN
注:为了处理graph-level的分类,作者在途中添加了一个虚拟节点super node,并通过特殊类型的边连接所有节点。