【PaperReading】HGT:Heterogeneous Graph Transformer

论文提出了Heterogeneous Graph Transformer (HGT)架构,用于处理Web规模的异构图。HGT通过元关系参数化权重矩阵,捕捉异构图的节点和边类型差异,利用相对时间编码处理动态图,同时通过异构小批量图采样实现高效训练。在大规模开放学术图数据集上的实验表明,HGT在多个下游任务上显著优于现有GNN方法。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >


今天带大家阅读一篇WWW2020年的一篇文章:《Heterogeneous Graph Transformer》。研究团队来自微软研究院和UCLA,作者提出异质图Transformer架构(Heterogeneous Graph Transformer, HGT),用于建模Web-scale的异质图。为了对异质的节点和边进行建模,研究团队设计了和节点类别、边类别有关的参数,来表征在每个边上的异质性的注意力。这使得HGT可以为不同类型的节点和边生成专用的表示。在多个下游任务的实验中超越使用GNN的State-Of-The-Art方法。

Heterogeneous Graph Transformer
论文地址:https://arxiv.org/abs/2003.01332
论文摘要:近年来,图神经网络 (GNN) 在结构化数据建模方面取得了新的成功。 然而,大多数GNN是为同构图设计的,其中所有节点和边都属于同一类型,这使得它们无法表示异构结构。 在本文中,我们提出了用于对Web规模异构图进行建模的异构图Transformer (HGT) 架构。 为了对异质性进行建模,我们设计了节点和边类型相关的参数来描述对每条边的异质注意力,使HGT能够为不同类型的节点和边维护专用表示。 为了处理动态异构图,我们将相对时间编码技术引入HGT,它

### Graph Transformer 模型的工作原理 Graph Transformer 是一种结合图神经网络 (GNN) 和自注意力机制的强大架构,旨在处理结构化数据中的复杂依赖关系。这种模型能够有效地捕获节点间的长期依赖性和复杂的交互模式。 #### 图结构上的自注意力机制 传统的Transformer主要应用于序列数据,在这些场景下,输入被线性排列成一个序列。然而对于图形数据而言,节点之间存在更为丰富的连接方式。为了适应这一特性,Graph Transformer引入了一种新的自注意机制来替代原有的位置编码方案[^1]: - **节点表示学习**:每个节点不仅基于自身的特征进行初始化,还会综合考虑其邻居的信息来进行更新; - **相对距离编码**:考虑到图中任意两点间可能存在多种路径长度不一的情况,采用可训练的位置嵌入向量表征两节点之间的最短路径或其他形式的距离度量; - **多头注意力层**:类似于标准Transformers的设计思路,通过多个平行运行的不同子空间内的注意力计算增强表达能力。 #### 处理异质信息网路(HIN) 当面对包含不同类型实体及其关联关系的数据集时(如社交网络),Heterogeneous Graph Transformers (HGTS),特别是 HGT, 提出了专门针对此类问题的有效解决方案: - 对于每类元关系<源节点类型,边类型,目标节点类型>定义独立的一套投影矩阵用于转换消息传递过程中的查询(Query), 键(Key)以及值(Value)[^4]; - 这样做可以确保即使是在高度多样化的环境中也能精准地区分各种语义角色并维持各自独特的属性; ```python import torch from torch_geometric.nn import GATConv class SimpleGraphTransformer(torch.nn.Module): def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim, num_heads=8): super(SimpleGraphTransformer, self).__init__() # 定义一个多头图注意力卷积层 self.conv = GATConv(input_dim, hidden_dim, heads=num_heads, concat=True) def forward(self, x, edge_index): """ 前馈函数 参数: x : 节点特征张量 shape=(num_nodes, input_dim) edge_index : 边索引列表 shape=(2, num_edges) 返回: 经过一层变换后的节点特征张量 """ out = self.conv(x=x, edge_index=edge_index).relu() return out.mean(dim=-1) # 平均汇聚所有头部的结果得到最终输出维度 ``` 上述代码片段展示了一个简化版的单层Graph Transformer实现方法,其中利用了PyTorch Geometric库提供的`GATConv`组件实现了基本功能。实际应用中可能还需要加入更多细节调整以满足具体需求。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

镰刀韭菜

看在我不断努力的份上,支持我吧

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值