(ICLR 2019)APPNP传播用 PageRank,不用神经网络!

论文阅读:

https://arxiv.org/pdf/1810.05997

本篇文章核心贡献可以用一句话来总结把 GNN 的 message passing 解耦,先用 MLP 做预测,再用 Personalized PageRank (PPR) 把预测在图上扩散

这句核心话是什么意思?

传统 GNN = "学习 + 传播" 绑在一起,而APPNP = "学习(MLP)" 和 "传播(PPR)" 分开做。传统 GNN 的邻居传播为: ,特征变换为:,神经网络学习权重为:,这就意味着学习和传播是捆绑在一起的,每加一个 GCN 层,就是再做一次:邻居传播、参数学习、非线性激活;这也就导致了如果想扩大邻域,就只能"加层",但加层会导致oversmoothing、训练难、参数多。

而APPNP 解决了 GCN 的两个大痛点:

  • GCN 层数一深就 oversmoothing(节点表示变得一样)。随着层数深 → 相当于不断做邻居平均(Laplacian smoothing), 层数太深 → 所有节点 embedding 趋于一样, 这称为 oversmoothing。
  • GCN 的可用层数通常只有 2--3 层,因此GCN 只能看到很小的邻域(2-hop)。
  • GCN 想扩大感受野必须加层、参数变多、训练变难。

如何解决问题?

GCN 的传播本质是 random walk,随机游走走太远就会变成全图 stationary distribution(与起点无关)。 为解决这个问题,论文把 random walk 换成Personalized PageRank (PPR):

本质上加了"回跳(teleport)"机制,以 (1−α) 的概率走向邻居,以 α 的概率跳回根节点 i,**PPR 即使传播无限次,仍然保持节点的"个性化中心性",不会失焦,**这正好解决 GCN 的 oversmoothing!

APPNP真正被使用的模型

用 Power Iteration(幂迭代)近似 PPR:

参考:

https://blog.csdn.net/fnoi2014xtx/article/details/107567629

https://blog.csdn.net/gitblog_00008/article/details/139916344

相关推荐
冬奇Lab21 分钟前
OpenClaw 源码精读(3):Agent 执行引擎——AI 如何「思考」并与真实世界交互?
人工智能·aigc
没事勤琢磨2 小时前
如何让 OpenClaw 控制使用浏览器:让 AI 像真人一样操控你的浏览器
人工智能
用户5191495848452 小时前
CrushFTP 认证绕过漏洞利用工具 (CVE-2024-4040)
人工智能·aigc
牛马摆渡人5283 小时前
OpenClaw实战--Day1: 本地化
人工智能
前端小豆3 小时前
玩转 OpenClaw:打造你的私有 AI 助手网关
人工智能
BugShare3 小时前
写一个你自己的Agent Skills
人工智能·程序员
机器之心3 小时前
英伟达护城河被AI攻破,字节清华CUDA Agent,让人人能搓CUDA内核
人工智能·openai
后端小肥肠4 小时前
公众号躺更神器!OpenClaw+Claude Skill 实现自动读对标 + 写文 + 配图 + 存入草稿箱
人工智能·aigc·agent
爱可生开源社区4 小时前
SCALE | 重构 AI 时代数据库能力的全新评估标准
人工智能
Jahzo5 小时前
openclaw本地化部署体验与踩坑记录--飞书机器人配置
人工智能·开源