Ripanga o Ihirangi[Huna][Whakaatu]
Ko nga tikanga ako hohonu e kiia nei ko "whatunga neural kauwhata" (GNNs) e mahi ana i te rohe kauwhata. No tata nei ka kitea te whakamahi o enei whatunga ki nga momo mara, tae atu ki te tirohanga rorohiko, nga punaha tūtohu, me te arotautanga whakakotahitanga, hei whakaingoa i etahi.
I tua atu, ka taea te whakamahi i enei whatunga ki te tohu i nga punaha uaua, tae atu ki nga whatunga hapori, nga hononga taunekeneke pūmua-pūmua, kauwhata matauranga, me etahi atu i roto i nga waahanga ako maha.
Ko te waahi kore-euclidean te waahi e mahi ai nga raraunga kauwhata, he rereke ki etahi atu momo raraunga penei i nga pikitia. Hei whakarōpū i nga pona, matapae hononga, me nga raraunga tautau, ka whakamahia te tātari kauwhata.
I roto i tenei tuhinga, ka tirohia e tatou te Kauwhata Whatunga Neural i roto i nga taipitopito, ona momo, me te whakarato tauira whai kiko ma te whakamahi i te PyTorch.
Na, he aha te Kauwhata?
Ko te kauwhata he momo hanganga raraunga i hanga mai i nga pona me nga poupou. Ko nga hononga i waenga i nga momo pona ka whakatauhia e nga poupou. Mēnā ka tohuhia te ahunga ki roto i ngā kōpuku, e kīia ana te kauwhata e anga ana; ki te kore, karekau i whakahaua.
Ko te whakamahi kauwhata pai ko te whakatauira i nga hononga i waenga i nga momo tangata takitahi i roto i a whatunga pāpori. I te wa e pa ana ki nga ahuatanga uaua, penei i nga hononga me nga whakawhitinga, ka tino awhina nga kauwhata.
Ka mahihia e nga punaha taunakitanga, tātaritanga kupu, tātaritanga whatunga hapori, me te tohu tauira
. Ko te hanga otinga-kauwhata he mara hou e tuku ana i te maaramatanga ki nga raraunga uaua me te honohono.
Whatunga Neural Kauwhata
Ko nga whatunga neural kauwhata he momo whatunga neural motuhake ka taea te mahi i runga i te whakatakotoranga raraunga kauwhata. Ko te whakauru kauwhata me nga whatunga neural convolutional (CNNs) ka whai paanga nui ki a raatau.
Ko nga Whatunga Neural Kauwhata e mahi ana i roto i nga mahi e mau ana ki te matapae i nga kopuku, nga taha, me nga kauwhata.
- Ka whakamahia nga CNN ki te whakarōpū whakaahua. Waihoki, ki te matapae i te karaehe, ka whakamahia nga GNN ki te matiti pika e tohu ana i te hanganga kauwhata.
- Te whakarōpūtanga kupu ma te whakamahi i nga whatunga neural hoki. Ka whakamahia ano nga GNN me nga hoahoanga kauwhata he node ia kupu i roto i te rerenga korero.
Hei matapae i nga kopuku, nga tapa, me te whakaoti kauwhata, ka whakamahia nga whatunga neural hei hanga GNN. Ka taea e te matapae i te taumata node, hei tauira, te whakatau i tetahi raru penei i te rapunga mokowhiti.
Ko te matapae hono he take angamaheni i roto i nga punaha kaiwhakatakoto whakaaro, he tauira pea mo te raru matapae matapae.
Kauwhata Momo Whatunga Neural
He maha nga momo whatunga neural kei te noho, a kei te nuinga o ratou nga Convolutional Neural Networks. Ka ako tatou mo nga GNN tino rongonui i tenei waahanga.
Whatunga Whakawhitiwhiti Kauwhata (GCN)
He rite ki nga CNN matarohia. Ka whiwhi i nga ahuatanga ma te titiro ki nga waahanga tata. Ko te mahi whakahohe e whakamahia ana e nga GNN ki te taapiri i te raina-kore i muri i te whakahiato i nga vectors node me te tuku i te putanga ki te paparanga matotoru.
He mea hanga mai i te Graph convolution, he paparanga raina, me te mahi whakahohe kore-akonga, ko te tikanga. E rua nga momo matua o nga GCN: Spectral Convolutional Networks me Spatial Convolutional Networks.
Whatunga Whakawaehere-Aunoa Kauwhata
Ka whakamahia he encoder ki te ako me pehea te tohu kauwhata me te wetewaehere ki te ngana ki te hanga ano i nga kauwhata whakauru. He paparanga pounamu e hono ana i te encoder me te wetewaehere.
I te mea he pai te mahi a nga kaiwhakawaehere-aunoa ki te whakahaere i te toenga o te karaehe, he maha nga wa e whakamahia ana ki te matapae hono.
Whatunga Neural Kauwhata Whakahoki (RGNN)
I roto i nga hononga honohono-maha, he maha nga hononga o te pona kotahi, ka ako ia i te tauira tiritiri tino pai ka taea te whakahaere i nga kauwhata. Hei whakanui ake i te maeneene me te whakaheke i te taapiri-nui, ka whakamahia nga kaiwhakariterite ki tenei ahua o te whatunga neural kauwhata.
Kia pai ake ai nga putanga, me iti ake te mana tukatuka a nga RGNN. Ka whakamahia mo te whakaputa tuhinga, te whakamohio korero, te whakamaoritanga miihini, te whakaahua pikitia, te tohu ataata, me te whakarāpopototanga kuputuhi.
Whatunga Kauwhata Neural Gated (GGNNs)
Ina tae mai ki nga mahi e whakawhirinaki ana mo te wa roa, ka nui ake te mahi a RGNN. Ma te whakauru i nga kohanga, te taha, me nga kuaha mo te wa-roa, ka whakareia e nga whatunga neural kauwhata kuaha te kauwhata hono.
He rite tonu te mahi o nga keeti ki nga Waehe Whakahoki Whakahoki (GRU) i te mea kua whakamahia ki te maumahara me te wareware raraunga i roto i nga waahanga rereke.
Te whakatinana i te Whatunga Neural Kauwhata ma te whakamahi i te Pytorch
Ko te take motuhake ka arohia e matou he take whakarōpū node noa. He whatunga hapori nui ta matou e kiia nei musae-github, i whakaemihia mai i te API tuwhera, mo nga kaihanga GitHub.
Ko nga taha e whakaatu ana i nga hononga whaiwhai tahi i waenga i nga node, e tohu ana i nga kaiwhakawhanake (kaiwhakamahi papa) kua wheturangitia i roto i te 10 rawa nga putunga (me mahara ko te kupu tahi e tohu ana i te hononga kore).
I runga i te waahi o te node, nga putunga kua wheturangitia, te kaituku mahi, me te wahitau imeera, ka tikina nga ahuatanga node. Te matapae mena he kaiwhakawhanake paetukutuku tetahi kaiwhakamahi GitHub he kaiwhakawhanake ako miihini ko ta matou mahi.
Ko te taitara mahi o ia kaiwhakamahi i noho hei turanga mo tenei mahi whai.
Tāuta PyTorch
Hei timata, me whakauru tuatahi PyTorch. Ka taea e koe te whakarite kia rite ki to miihini mai i ki konei. Anei taku:
Kei te kawemai i nga waahanga
Inaianei, ka kawemai i nga waahanga e tika ana
Te kawemai me te Tirotiro i nga raraunga
Ko te mahi e whai ake nei ko te panui i nga raraunga me te tarai i nga rarangi tuatahi e rima me nga rarangi whakamutunga e rima mai i te konae tapanga.
E rua anake o nga pou e wha—te id o te node (arā, te kaiwhakamahi) me te ml_target, he 1 mena he mema te kaiwhakamahi no te hapori ako miihini me te 0 kee—he mea tika ki a tatou i tenei ahuatanga.
I te mea e rua noa nga karaehe, ka mohio tatou he take whakarōpū-rua ta tatou mahi.
Ko te hua o nga rereketanga o te karaehe nui, ka taea e te kaikorero te kii ko tehea akomanga te nuinga, kaua ki te arotake i te karaehe karekau he tohu, ka whakatauritea te karaehe tetahi atu take nui hei whakaaro.
Ma te maataki i te histogram (te tohatoha auau) ka kitea etahi taurite na te mea he iti ake nga karaehe mai i te ako miihini (tapanga=1) i era atu akomanga.
Whakawaehere Āhuahira
Ko nga ahuatanga o nga pona e whakaatu ana ki a matou mo te ahuatanga e hono ana ki ia pona. Ma te whakatinana i ta maatau tikanga ki te whakawaehere raraunga, ka taea e taatau te whakawaehere i aua ahuatanga.
Kei te pirangi matou ki te whakamahi i tenei tikanga ki te whakakii i tetahi waahanga iti o te whatunga (e kii ana, 60 nga pona) hei whakaatu. Kua whakarārangitia te waehere i konei.
Te hoahoa me te whakaatu kauwhata
Ka whakamahia e matou te rama ahuahanga. raraunga hei hanga i to maatau kauwhata.
Hei whakatauira i te kauwhata kotahi me nga ahuatanga rereke (kei te whiriwhiri), ka whakamahia nga raraunga he ahanoa Python ngawari. Ma te whakamahi i tenei karaehe me nga huanga e whai ake nei—he torch tensor enei katoa—ka hanga e matou ta matou ahanoa kauwhata.
Ko te ahua o te uara x, ka tohatohahia ki nga ahuatanga node kua whakawaeheretia, ko [te maha o nga waahanga, te maha o nga ahuatanga].
Ko te ahua o te y ko [te maha o nga node], ka hoatu ki nga tapanga node.
taupū tapa: Hei whakaahua i te kauwhata kore, me whakawhänuihia nga tohu tohu taketake kia taea ai te noho o nga tapa e rua motuhake e hono ana i nga pona e rua engari e tohu ana ki nga ahunga rereke.
Ko te rua o nga tapa, ko tetahi e tohu ana mai i te node 100 ki te 200 me tetahi atu mai i te 200 ki te 100, hei tauira, i waenganui i nga pona 100 me te 200. Mena ka whakaratohia nga tohu tohu, ka penei te whakaatu i te kauwhata kore. Ko te [2,2*te nama o nga tapa taketake] ko te ahua tensor.
Ka waihangahia to maatau tikanga kauwhata tuhi hei whakaatu kauwhata. Ko te mahi tuatahi ko te huri i to tatou whatunga rite ki te kauwhata NetworkX, ka taea te tuhi ma te whakamahi NetworkX.draw.
Hanga to tatou tauira GNN ka whakangunguhia
Ka timata tatou ma te whakawaehere i te huinga katoa o nga raraunga ma te whakamahi i nga raraunga whakawaehere ki te marama=Haka ka karanga i te kauwhata hanga ki te marama=Hake hei hanga i te kauwhata katoa. E kore matou e ngana ki te tuhi i tenei kauwhata nui na te mea kei te whakaaro ahau kei te whakamahi koe i tetahi miihini rohe he iti rawa nga rauemi.
Ka taea te whakamahi i nga tohu 0 me te 1 hei whakamohio i te wahanga whakangungu me whakauru nga pona i te wa e whakangungu ana, me te whakaatu i te waahanga whakatau ko nga pona te raraunga whakamatautau. Torch geometric.transforms.
Ka taea te taapiri i te wehenga taumata-node ma te whakamahi i te kanohi whakangungu, te kanohi val, me nga ahuatanga kanohi kanohi whakamatautau o te akomanga AddTrainValTestMask, ka taea te whakamahi ki te tango kauwhata kia taea ai e matou te tautuhi me pehea e hiahia ai matou ki te hanga i o maatau kanohi.
Ka whakamahi noa matou i te 10% mo te whakangungu me te whakamahi i te 60% o nga raraunga hei huinga whakamatautau me te whakamahi i te 30% hei huinga whakamana.
Inaianei, ka whakahiatohia e matou nga paparanga GCNConv e rua, ko te mea tuatahi he tatau ahua putanga e rite ana ki te maha o nga ahuatanga kei roto i to maatau kauwhata hei waahanga whakauru.
I roto i te paparanga tuarua, kei roto nga pona whakaputa e rite ana ki te maha o a maatau karaehe, ka whakamahia e matou he mahi whakahohe relu me te tuku i nga ahuatanga huna.
Ko te taupū tapa me te taumaha o te taha e rua o te maha o nga whiringa x ka taea e GCNConv te whakaae i roto i te mahi whakamua, engari i roto i to maatau ahuatanga, me nga taurangi tuatahi e rua anake.
Ahakoa te mea ka taea e taatau tauira te matapae i te karaehe o ia node o te kauwhata, me whakatau tonu te tika me te ngaronga mo ia huinga motuhake i runga i te waahanga.
Hei tauira, i te wa e whakangungu ana, ko taatau anake te whakamahi i nga huinga whakangungu hei whakatau i te tika me te ngaro o te whakangungu, na reira ka whai waahi o maatau kanohi.
Ki te tatau i te ngaronga tika me te tika, ka tautuhia e matou nga mahi o te ngaronga huna me te tika huna.
Whakangungu i te tauira
Inaianei kua tautuhia e matou te kaupapa whakangungu e whakamahia ai te rama. Ko Adamu te tino kaiwhakatikatika.
Ka whakahaeretia e matou nga whakangungu mo etahi o nga wa e tiro ana ki te tika o te whakamanatanga.
Ka whakatakotohia e matou nga mate me te tika o nga whakangungu puta noa i nga waa rereke.
Nga huakore o te Whatunga Neural Kauwhata
Ko te whakamahi i nga GNN he iti noa nga ngoikoretanga. Ko te wa e mahi ai a GNNa me pehea te whakarei ake i te mahinga o a maatau tauira ako miihini ka whakamarama mai ki a maatau i muri i to maatau mohiotanga ki a raatau.
- Ahakoa he whatunga papaku nga GNN, ko te tikanga e toru nga paparanga, ka taea e te nuinga o nga whatunga neural te hohonu ki te whakapai ake i nga mahi. Kaore e taea e matou te mahi i runga i nga waahanga nui i runga i nga huingararaunga nui na tenei herenga.
- He uaua ake te whakangungu i tetahi tauira ki runga kauwhata, na te mea he hihiri o raatau hanganga.
- Na te nui o nga utu rorohiko o enei whatunga, ko te whakahiato i te tauira mo te whakangao he wero. He uaua te whakatauine i nga GNN mo te whakaputa mena he nui, he uaua hoki to hanganga kauwhata.
Opaniraa
I nga tau kua pahure ake nei, kua whakawhanakehia nga GNN hei taputapu kaha me te whai hua mo nga take ako miihini i te rohe kauwhata. He tirohanga whanui mo nga whatunga neural kauwhata ka tukuna i tenei tuhinga.
I muri i tera, ka taea e koe te timata ki te hanga i te huingararaunga ka whakamahia hei whakangungu me te whakamatautau i te tauira. Kia mohio ai koe me pehea te mahi me te mea e kaha ana, ka taea hoki e koe te haere ki tawhiti me te whakangungu ma te whakamahi i tetahi momo huingararaunga.
Ka Huri Waehere!
Waiho i te Reply