Supervised Community Detection with Line Graph Neural Networks

计算机科学 图形模型 机器学习 人工智能 随机图 图形 概率逻辑 最大值和最小值 推论 理论计算机科学 算法 数学 数学分析
作者
Zhengdao Chen,Xiang Li,Joan Bruna
出处
期刊:arXiv: Machine Learning 被引量:13
摘要

Traditionally, community detection in graphs can be solved using spectral methods or posterior inference under probabilistic graphical models. Focusing on random graph families such as the stochastic block model, recent research has unified both approaches and identified both statistical and computational detection thresholds in terms of the signal-to-noise ratio. By recasting community detection as a node-wise classification problem on graphs, we can also study it from a learning perspective. We present a novel family of Graph Neural Networks (GNNs) for solving community detection problems in a supervised learning setting. We show that, in a data-driven manner and without access to the underlying generative models, they can match or even surpass the performance of the belief propagation algorithm on binary and multi-class stochastic block models, which is believed to reach the computational threshold. In particular, we propose to augment GNNs with the non-backtracking operator defined on the line graph of edge adjacencies. Our models also achieve good performance on real-world datasets. In addition, we perform the first analysis of the optimization landscape of training linear GNNs for community detection problems, demonstrating that under certain simplifications and assumptions, the loss values at local and global minima are not far apart.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
安好发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
小马甲应助lhcshuang采纳,获得10
3秒前
李雯完成签到,获得积分10
3秒前
巫马沛春完成签到,获得积分10
3秒前
学术老6完成签到,获得积分10
4秒前
任性半凡完成签到,获得积分10
4秒前
wmuzhao发布了新的文献求助10
5秒前
hao完成签到,获得积分10
6秒前
大吴克发布了新的文献求助10
6秒前
犇骉发布了新的文献求助10
6秒前
泡芙完成签到,获得积分10
6秒前
不想太多发布了新的文献求助10
7秒前
tommmmmm15完成签到,获得积分10
7秒前
SSDlk发布了新的文献求助10
7秒前
黄瓜橙橙发布了新的文献求助10
9秒前
gk完成签到,获得积分10
9秒前
凡而不庸完成签到,获得积分10
10秒前
危机的慕卉完成签到 ,获得积分10
11秒前
骑驴追火箭完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
多喝水我完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
俏皮的松鼠完成签到 ,获得积分10
14秒前
芋头读文献完成签到,获得积分10
15秒前
李健应助犹豫的若采纳,获得10
15秒前
ENIX完成签到 ,获得积分10
15秒前
曲艺发布了新的文献求助10
16秒前
tangyong完成签到,获得积分10
17秒前
文艺水风完成签到 ,获得积分0
17秒前
19秒前
徐伟康完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
宇宙的中心完成签到,获得积分10
21秒前
gaoxiaogao完成签到,获得积分10
21秒前
标致幻然完成签到 ,获得积分10
22秒前
爆米花应助曲艺采纳,获得10
24秒前
猴哥好样的完成签到,获得积分10
25秒前
fdpb完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015762
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555701
关于积分的说明 11318515
捐赠科研通 3288899
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812318
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812027