詳細解釋
圖神經網路(GNN, Graph Neural Network)是處理圖結構數據的神經網路,捕捉節點間的關係和結構資訊。
核心操作:訊息傳遞(Message Passing)
- 聚合:收集鄰居節點的訊息
- 更新:結合自身和鄰居訊息更新表示
- 重複:多層傳遞擴大感受野
主要類型:
- GCN:圖卷積網路,頻譜方法
- GraphSAGE:採樣聚合,可擴展
- GAT:圖注意力,權重學習
- GIN:圖同構網路,表達能力強
應用:
- 社交網絡:用戶推薦、社群發現
- 分子化學:分子性質預測
- 知識圖譜:推理、補全
- 交通預測:路網流量預測
- 程式分析:代碼圖表示
與傳統ML比較:
- 傳統:手工設計圖特徵
- GNN:端到端學習圖表示
- 效果更好,更通用
挑戰:
- 可擴展性:大圖的記憶體和計算
- 深度:過平滑問題
- 異質圖:多類型節點和邊
是處理關係數據的標準方法。