Spectral Networks and Deep Locally Connected Networks on Graphs

本文介绍了深度局部连接网络在空域构建中的应用,特别是多层空域卷积,强调了局部连接如何仅考虑每个节点的前k个邻域。此外,还探讨了通过聚类实现的层间连接方式。接着,文章转向频域构建,解释了利用图谱矩阵L进行图信号处理,揭示了频率与节点间能量差异的关系。

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

空域构建(Spatial Construction)

在这里插入图片描述

深度局部连接网络

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

多层空域卷积

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

d e e p   l o c a l l y   c o n n e c t   n e t w o r k ( s p a t i a l   c o n s t r u c t i o n 从 空 间 角 度 去 建 立 ) deep\ locally\ connect \ network(spatial \ construction从空间角度去建立) deep locally connect networkspatial construction

l o c a l l y locally locally 体现在 只取每个节点前 k k k n e i g h b o r h o o d s neighborhoods neighborhoods
c o n n e c t connect connect体现在,每层与每层之间的神经元数目是通过聚类而成,将上一层的聚类结果对应为下一层的神经元。如下图所示:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
这里 x i x_i xi作为每层的输入。 Ω Ω Ω表示第几层,灰色的为第一层节点 12 12 12个,聚类后生成第二层节点 6 6 6个,最后一层节点 3 3 3个。
其中 Ω 0 Ω_0 Ω0只有一个 f e a t u r e feature feature Ω 1 Ω_1 Ω1 4 4 4 f e a t u r e feature feature Ω 2 Ω_2 Ω2 6 6 6 f e a t u r e feature feature

在这里插入图片描述

C N N CNN

### 回答1: 这句话的意思是,使用快速局部谱滤波在图上进行卷积神经网络。在这个过程中,图像被表示为一个图,节点表示像素,边表示它们之间的关系。然后使用谱滤波器来处理这些图像,以便更好地捕捉它们之间的关系。由于使用了快速局部谱滤波器,因此可以有效地减少计算量,并提高计算效率。 ### 回答2: 卷积神经网络(CNN)在计算机视觉领域中被广泛应用,而针对图像上的卷积运算也得到了很好的改进。但是,对于图结构数据,卷积操作却变得更加困难。近年来出现了一些新的关于卷积神经网络用于图结构数据的方法,如基于图卷积网络(GCN)等。本文要介绍的“convolutional neural networks on graphs with fast localized spectral filtering”,即基于图谱的局部快速滤波的卷积神经网络,是另一种针对图结构数据的卷积方法。 传统的CNN通常采用局部的、线性的滤波器来提取图像的空间特征。而对于图结构数据,由于图上两个节点之间的关系是任意的,以及节点的特征不一定是有序的,因此无法直接地应用局部的卷积操作。但是,与图结构数据相对应的,是一个特殊的函数——图谱,它提供了丰富的图结构信息。 图谱(即拉普拉斯矩阵)是一个对称的稀疏矩阵,反映了图结构和节点特征之间的关系。将图谱的特征值和特征向量作为滤波器,就可以将图上的卷积操作转化为图谱卷积的形式。尤其是,利用局部滤波器就可以实现对图上节点嵌入向量的快速计算。 该方法涉及到了图谱嵌入、拉普拉斯矩阵、小批量图谱卷积核的设计等方面的内容。其中,图谱嵌入是将图结构数据映射为一个低维向量表示的过程,具有降维和特征抽取的作用;拉普拉斯矩阵是反应了图结构的一类矩阵,与图谱嵌入有密切关系;在卷积核设计方面,考虑到图结构的多样性和规模,将设计小批量卷积核进行快速的局部卷积操作,以提高计算效率。 该方法的优点在于,可以处理任意结构的图像和非图像数据,并且具有较好的鲁棒性和泛化能力。是否可以进一步提高计算效率,仍需更多的研究来探索。 ### 回答3: 卷积神经网络是一种基于多层神经元的深度学习算法,被用于图像、文本和声音等领域。最近,学者们开始研究如何将卷积神经网络应用于图形数据,如社交网络、交通网络和化学分子。其中,卷积神经网络特别适合处理图形数据,因为它可以学习局部特征,并保持局部空间关系。因此,卷积神经网络在图形任务上取得了许多优秀成果。 然而,之前的卷积神经网络模型存在一些不足,比如缺乏设计可解释性、效率低下、过度拟合等。为了解决这些问题,一种新的基于谱滤波的图形卷积神经网络被提出,即convolutional neural networks on graphs with fast localized spectral filtering。 这种方法在卷积层引入了局部谱滤波器,能够提高模型的效率和可解释性。谱滤波器可以学习图形数据的空间结构特征,能够捕捉节点之间的相邻关系和密度。而局部谱滤波器则针对每个节点的邻居子图进行滤波,使模型能够更好地识别图形数据中的局部特征。 此外,该方法还能够解决过拟合问题。过拟合是神经网络经常遇到的问题,即模型在训练集上表现极佳,但在测试集上表现不佳。谱滤波器可以在输入数据中学习的特征不够显著时,利用图形数据的全局谱信息进行补充,并减少过拟合的发生。 总之,convolutional neural networks on graphs with fast localized spectral filtering是一种高效、可解释、稳定的图形卷积神经网络。此方法在实际应用中有很大的潜力,如社交网络分析、城市交通预测、生物学和化学分子分析等领域。
评论 1
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
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