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图神经网络的表达能力:综述

机器学习 2025-01-13 v2 社会与信息网络

摘要

图神经网络(GNNs)是许多图相关应用中有效的机器学习模型。尽管取得了经验上的成功,许多研究工作聚焦于 GNNs 的理论局限,即 GNNs 的表达能力。该领域的早期工作主要研究 GNNs 的图同构识别能力,近期工作则尝试利用子图计数和连通性学习等性质来刻画 GNNs 的表达能力,这些性质更实用且更贴近真实世界。然而,尚无综述论文和开源仓库全面总结并讨论这一重要方向上的模型。为填补空白,我们针对在不同形式定义下增强表达能力的模型进行了首次综述。具体而言,基于图特征增强、图拓扑增强和 GNNs 架构增强三类对模型进行回顾。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.08235,
  title  = {The Expressive Power of Graph Neural Networks: A Survey},
  author = {Bingxu Zhang and Changjun Fan and Shixuan Liu and Kuihua Huang and Xiang Zhao and Jincai Huang and Zhong Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.08235},
  year   = {2025}
}