GHPN:面向半监督小样本节点分类的图超球面原型网络

摘要

图神经网络已经成功应用于各种与图相关的任务中.以有监督的方式训练一个图神经网络需要大量标签，而现实世界中受到成本制约难以获取大量标签，因此在小样本学习或半监督学习场景的标签就更为稀少.为了克服这个问题，许多方法通过标签传播的方法来估计标签，但通常会受到图上连接性和同质性假设的限制，容易生成带有噪声的伪标签.为了解决这些限制，本文提出了一个名为图超球面原型网络的新方法GHPN,专注于半监督小样本节点分类.为了减轻图结构对预测结果的影响，GHPN在超球面表示空间中建模类别表示，通过类级别表示在语义空间中传播标签信息.此外，为了利用未标记节点的监督信息，本文设计了一个基于原型网络预测结果的负学习框架，用于补充监督信号，调整各类别原型之间的距离.在5个真实世界的数据集上进行的实验表明，该方法与10个最先进的方法相比能够有效提高性能，在4个数据集上能取得平均排名最佳结果.

关键词

半监督学习 / 图表示学习 / 小样本学习 / 原型网络 / 负学习

基金资助

国家自然科学基金项目(12271098)资助; 福建省高校产学合作科技计划项目(2023H6008)资助