GCNH: A Simple Method For Representation Learning On Heterophilous Graphs

计算机科学 代表(政治) 理论计算机科学 简单 图形 简单(哲学) 节点(物理) 集合(抽象数据类型) 人工智能 机器学习 哲学 结构工程 认识论 政治 政治学 法学 程序设计语言 工程类
作者
Andrea Cavallo,Claas Grohnfeldt,Michele Russo,Giulio Lovisotto,Luca Vassio
标识
DOI:10.1109/ijcnn54540.2023.10191196
摘要

Graph Neural Networks (GNNs) are well-suited for learning on homophilous graphs, i.e., graphs in which edges tend to connect nodes of the same type. Yet, achievement of consistent GNN performance on heterophilous graphs remains an open research problem. Recent works have proposed extensions to standard GNN architectures to improve performance on heterophilous graphs, trading off model simplicity for prediction accuracy. However, these models fail to capture basic graph properties, such as neighborhood label distribution, which are fundamental for learning. In this work, we propose GCN for Heterophily (GCNH), a simple yet effective GNN architecture applicable to both heterophilous and homophilous scenarios. GCNH learns and combines separate representations for a node and its neighbors, using one learned importance coefficient per layer to balance the contributions of center nodes and neighborhoods. We conduct extensive experiments on eight real-world graphs and a set of synthetic graphs with varying degrees of heterophily to demonstrate how the design choices for GCNH lead to a sizable improvement over a vanilla GCN. Moreover, GCNH outperforms state-of-the-art models of much higher complexity on four out of eight benchmarks, while producing comparable results on the remaining datasets. Finally, we discuss and analyze the lower complexity of GCNH, which results in fewer trainable parameters and faster training times than other methods, and show how GCNH mitigates the oversmoothing problem.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
刚刚
大可吝发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
RS6完成签到,获得积分10
4秒前
顺利寻真完成签到,获得积分20
7秒前
星辰大海应助PDL_采纳,获得10
8秒前
虚幻谷波完成签到,获得积分10
8秒前
渔夫完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
胡萝卜完成签到,获得积分10
12秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
ccnnzzz完成签到,获得积分10
13秒前
HH发布了新的文献求助20
14秒前
昭仪发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
卢雅妮完成签到 ,获得积分10
15秒前
西西西西红柿完成签到 ,获得积分10
15秒前
L912294993完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
17秒前
beibeibaobao发布了新的文献求助10
19秒前
善学以致用应助Guo采纳,获得10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Russian Politics Today: Stability and Fragility (2nd Edition) 500
Death Without End: Korea and the Thanatographics of War 500
Der Gleislage auf der Spur 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6081961
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7912355
关于积分的说明 16364072
捐赠科研通 5217321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2789486
邀请新用户注册赠送积分活动 1772472
关于科研通互助平台的介绍 1649091