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【導讀】IJCAI（國際人工智能聯合會議，International Joint Conferences on Artificial Intelligence）作為人工智能領域最頂級的國際學術會議之一，IJCAI 的舉辦自然備受矚目。第29屆國際人工智能聯合會議和第17屆環太平洋國際人工智能會議原定于2020年7月11日在日本橫濱召開，但由于疫情影響，將延期半年，至 2021年1月召開。近期，IJCAI 2020 論文集已經放出來。在 4717 份有效投稿中，最終僅有 592 篇被接收，接收率為 12.6%，這也是 IJCAI 史上最低的接收率。我們發現在今年的IJCAI 2020會議上圖神經網絡相關的論文非常多，今天小編專門整理最新6篇圖神經網絡（GNN）應用在自然語言處理上的相關論文——AMR-to-text生成、Path GCN、圖互注意力網絡、常識知識、有向超圖GCN

IJCAI 2020 Accepted Paper: //www.ijcai.org/Proceedings/2020/

IJCAI2020GNN_Part1、ICML2020GNN_Part1、KDD2020GNN_Part1、CVPR2020SGNN、CVPR2020GNN_Part2、CVPR2020GNN_Part1、WWW2020GNN_Part1、AAAI2020GNN、ACMMM2019GNN、

1、Better AMR-To-Text Generation with Graph Structure Reconstruction 作者：Tianming Wang, Xiaojun Wan, Shaowei Yao

摘要：AMR-to-text 生成是一項艱巨的任務，它需要從基于圖的語義表示中生成文本。最近的研究將這一任務看作是圖到序列的學習問題，并使用各種圖神經網絡來建模圖結構。在本文中，我們提出了一種新的方法，在重構輸入圖結構的同時，從AMR圖中生成文本。我們的模型使用圖注意力機制來聚合信息以對輸入進行編碼。此外，通過優化兩個簡單而有效的輔助重構目標：鏈接預測目標(需要預測節點之間的語義關系)和距離預測目標(需要預測節點之間的距離)，能夠學習到更好的節點表示。在兩個基準數據集上的實驗結果表明，我們提出的模型在強基線上有很大的改善，并達到了新的技術水平。

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2、Multi-hop Reading Comprehension across Documents with Path-based Graph Convolutional Network

作者：Zeyun Tang, Y ongliang Shen, Xinyin Ma, Wei Xu, Jiale Yu, Weiming Lu

摘要：跨多個文檔的多跳（Multi-hop ）閱讀理解近年來備受關注。在本文中，我們提出了一種新的方法來解決這個多跳閱讀理解問題。受人類推理過程的啟發，我們從支持文檔（supporting documents）中構造了一個基于路徑的推理圖。該推理圖結合了基于圖的方法和基于路徑的方法的思想，更適合于多跳推理。同時，我們提出了GATED-RGCN在基于路徑的推理圖上積累證據，GATED-RGCN包含了一種新的問題感知門控機制，以規范跨文檔傳播信息的有用性，并在推理過程中添加問題信息。我們在WikiHop數據集上對我們的方法進行了評估，與以前發布的方法相比，我們的方法達到了最先進的準確性。特別值得一提的是，我們的集成模型比人類的表現高出4.2%。

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3、The Graph-based Mutual Attentive Network for Automatic Diagnosis

作者：Quan Yuan, Jun Chen, Chao Lu, Haifeng Huang 摘要：自動診斷一直存在缺乏可靠語料庫來訓練可信預測模型的問題。此外，以往的基于深度學習的診斷模型大多采用序列學習技術(CNN或RNN)，難以提取關鍵醫療實體之間的復雜結構信息（如圖結構）。本文提出基于真實醫院的高標準電子病歷文檔建立的診斷模型，以提高模型的準確性和可信度。同時，我們將圖卷積網絡引入到該模型中，緩解了稀疏特征的問題，便于提取用于診斷的結構信息。此外，我們還提出了mutual注意網絡來增強輸入的表示，以獲得更好的模型性能。我們在真實電子病歷文檔（ EMR documents）上進行實驗，結果表明與以往基于序列學習的診斷模型相比，該模型具有更高的準確性。我們提出的模型已被集成到中國數百家初級衛生保健機構的信息系統中，以協助醫生進行診斷。

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4、TransOMCS: From Linguistic Graphs to Commonsense Knowledge

作者：Hongming Zhang, Daniel Khashabi, Yangqiu Song, Dan Roth

摘要：常識知識獲取是人工智能的關鍵問題。傳統獲取常識知識的方法通常需要昂貴的人工注釋并且費力，在大范圍內是不可行的。本文探索了一種從語言圖中挖掘常識知識的實用方法，目的是將從語言模式中獲得的廉價知識轉化為昂貴的常識知識。其結果是將大規模的選擇偏好知識資源ASER[Zhang et al., 2020]轉換為TransOMCS，其表示與ConceptNet[Liu and Singh，2004]相同，但比ConceptNet大兩個數量級。實驗結果表明，語言知識可以轉化為常識知識，并且該方法在數量、新穎性和質量方面都是有效的。

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5、Two-Phase Hypergraph Based Reasoning with Dynamic Relations for Multi-Hop KBQA

作者：Jiale Han, Bo Cheng, Xu Wang

摘要：多跳知識庫問答(KBQA)旨在通過跨多個三元組的推理來尋找事實問題的答案。值得注意的是，當人類執行多跳推理時，傾向于在不同的跳中集中于特定的關系，并精確定位由該關系連接的一組實體。與利用成對連接來模擬人類執行多跳推理不同，超圖卷積網絡(HGCN)可以通過利用超邊連接兩個以上的節點。然而，HGCN是針對無向圖的，沒有考慮信息傳遞的方向。為了適應具有方向性的知識圖，我們引入了有向HGCN(Directed-HGCN, DHGCN)。受人類逐跳推理的啟發，我們提出了一種基于DHGCN的可解釋KBQA模型，即基于動態關系的兩階段超圖推理，該模型顯式更新關系信息，動態關注不同跳點的不同關系。此外，該模型逐跳預測關系以生成中間關系路徑。我們在兩個廣泛使用的多跳KBQA數據集上進行了大量的實驗，以證明該模型的有效性。

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【導讀】IJCAI（國際人工智能聯合會議，International Joint Conferences on Artificial Intelligence）作為人工智能領域最頂級的國際學術會議之一，IJCAI 的舉辦自然備受矚目。第29屆國際人工智能聯合會議和第17屆環太平洋國際人工智能會議原定于2020年7月11日在日本橫濱召開，但由于疫情影響，將延期半年，至 2021年1月召開。近期，IJCAI 2020 論文集已經放出來。在 4717 份有效投稿中，最終僅有 592 篇被接收，接收率為 12.6%，這也是 IJCAI 史上最低的接收率。我們發現在今年的IJCAI 2020會議上圖神經網絡相關的論文非常多，今天小編專門整理最新6篇圖神經網絡（GNN）應用在數據挖掘上的相關論文——多通道GNN、自適應時空圖卷積、會話流GNN、雙重注意力GNN、域自適應HIN、雙線性GNN

IJCAI 2020 Accepted Paper: //www.ijcai.org/Proceedings/2020/

IJCAI2020GNN_Part1、ICML2020GNN_Part1、KDD2020GNN_Part1、CVPR2020SGNN、CVPR2020GNN_Part2、CVPR2020GNN_Part1、WWW2020GNN_Part1、AAAI2020GNN、ACMMM2019GNN、

1、Multi-Channel Graph Neural Networks

作者：Kaixiong Zhou, Qingquan Song, Xiao Huang, Daochen Zha, Na Zou, Xia Hu

摘要：在許多學科中，圖結構數據的分類已變得越來越重要。已經觀察到，現實世界圖中的隱式或顯式分層社區結構可能對下游分類應用有用。利用層次結構的一種直接方法是利用池化算法將節點聚類為固定簇（cluster），然后逐層縮小輸入圖以學習池化圖。但是，池化縮小（ pool shrinking）會舍棄圖的詳細信息，從而難以區分兩個非同構圖，并且固定簇忽略了節點固有的多重特征。為了補償縮小損失并了解各個節點的特性，我們提出了多通道圖神經網絡（MuchGNN）。受卷積神經網絡中提出的底層機制的啟發，我們定義了定制的圖卷積，以學習每一層的一系列圖通道，并按層次縮小圖以對合并的結構進行編碼。真實數據集上的實驗結果證明了MuchGNN優于最新方法。

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2、GraphSleepNet: Adaptive Spatial-Temporal Graph Convolutional Networks for Sleep Stage Classification

作者：Ziyu Jia, Youfang Lin, Jing Wang, Ronghao Zhou, Xiaojun Ning, Yuanlai He, Yaoshuai Zhao

摘要：睡眠階段分類對于睡眠評估和疾病診斷至關重要。但是，如何有效利用大腦的空間特征和睡眠階段之間的轉換信息仍然是一個挑戰。特別地，由于對人腦的了解有限，為睡眠階段分類預定義合適的空間腦連接結構仍然是一個懸而未決的問題。在本文中，我們提出了一種新穎的深度圖神經網絡，名為GraphSleepNet，用于自動睡眠階段分類。GraphSleepNet的主要優點是可以自適應地學習以鄰接矩陣表示的不同腦電圖（EEG）通道之間的內在聯系，從而為時空圖卷積網絡（ST-GCN）提供服務，以進行睡眠階段分類。同時，ST-GCN由用于提取空間特征的圖形卷積和用于捕獲睡眠階段之間的轉換規則的時間卷積組成。蒙特利爾睡眠研究檔案（MASS）數據集上的實驗表明GraphSleepNet優于最新的基線。

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3、GraphFlow: Exploiting Conversation Flow with Graph Neural Networks for Conversational Machine Comprehension

作者：Yu Chen, Lingfei Wu, Mohammed J. Zaki

摘要：事實證明，與傳統MC相比，會話機器理解（MC）更具挑戰性，因為它需要更好地利用會話歷史記錄。但是，大多數現有方法無法有效地捕獲會話歷史記錄，因此難以處理涉及的指代或省略號的問題。此外，在對段落文本進行推理時，大多數人只是將其視為單詞序列，而沒有探索單詞之間豐富的語義關系。在本文中，我們首先提出一種簡單而有效的圖結構學習技術，以在每次對話轉折時動態構造一個具有問題和會話歷史意識的上下文圖。然后，我們提出了一種新穎的遞歸圖神經網絡，并在此基礎上，引入了一種flow機制來對一系列上下文圖中的時間依賴性進行建模。與現有的CoQA，QuAC和DoQA基準的最新技術相比，我們所提出的GRAPHFLOW模型可以有效地捕獲會話中的對話流，并顯示出可競爭的性能。此外，可視化實驗表明，我們提出的模型可以為推理過程提供良好的可解釋性。

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4、GoGNN: Graph of Graphs Neural Network for Predicting Structured Entity Interactions

作者：Hanchen Wang, Defu Lian, Ying Zhang, Lu Qin, Xuemin Lin

摘要：實體交互預測在許多重要應用中至關重要，例如化學，生物學，材料科學和醫學。當每個實體由復雜結構（即結構化實體）表示時，該問題變得非常具有挑戰性，因為涉及兩種類型的圖：結構化實體的局部圖和捕獲結構化實體之間的交互的全局圖。我們注意到，現在有關結構化實體交互預測的工作無法正確利用圖模型的唯一圖。在本文中，我們提出了一種圖神經網絡圖（Graph of Graphs Neural Network，GoGNN），它以分層的方式提取結構化實體圖和實體交互圖中的特征。我們還提出了雙重注意機制，該機制使模型能夠在圖的兩個級別中保留鄰居的重要性。在現實世界的數據集上進行的大量實驗表明，GoGNN在兩個代表性的結構化實體交互預測任務上勝過了最新技術：化學-化學交互預測和藥物-藥物交互預測。

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5、Domain Adaptive Classification on Heterogeneous Information Networks

作者：Shuwen Yang, Guojie Song, Yilun Jin, Lun Du

摘要：異構信息網絡（HIN）是無處不在的結構，因為它們可以描述復雜的關系數據。由于這些數據的復雜性，很難在HIN上獲得足夠的標記數據，從而妨礙了HIN的分類。雖然領域適應（DA）技術已在圖像和文本中得到廣泛利用，但是異構性和復雜的語義對HIN上的領域自適應分類提出了特定的挑戰。一方面，HIN涉及多個級別的語義，這要求在它們之間進行域對齊。另一方面，由于域不變性特征是同質的并且對分類沒有信息，因此必須精心選擇域相似性和可區分性之間的權衡。在本文中，我們提出了多空間域自適應分類（MuSDAC）來解決HIN上的DA問題。具體來說，我們利用多通道共享權重GCN，將HIN中的節點投影到執行成對對齊的多個空間。此外，我們提出了一種啟發式采樣算法，該算法可以有效地選擇具有可區分性的通道組合，并采用移動平均加權投票（moving averaged weighted voting）方案來融合所選通道，從而最大程度地減少傳輸和分類損失。在成對數據集上進行的大量實驗證明了我們模型在HIN領域自適應分類和各個組成部分的貢獻方面的表現。

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6、Bilinear Graph Neural Network with Neighbor Interactions

作者：Hongmin Zhu, Fuli Feng, Xiangnan He, Xiang Wang, Yan Li, Kai Zheng, Yongdong Zhang

摘要：圖神經網絡（GNN）是一個功能強大的模型，可用于學習表示形式并對圖形數據進行預測。對GNN的現有工作已將圖卷積定義為所連接節點的特征的加權和，以形成目標節點的表示形式。然而，加權和的運算假設相鄰節點彼此獨立，并且忽略它們之間可能的交互。當存在這樣的交互時，例如兩個鄰居節點的同時出現是目標節點特征的強烈信號，現有的GNN模型可能無法捕獲該信號。在這項工作中，我們認為在GNN中對相鄰節點之間的交互進行建模是十分重要的。我們提出了一種新的圖卷積算子，該算子通過鄰居節點表示的成對交互來增加加權和。我們將此框架稱為雙線性圖神經網絡（ Bilinear Graph Neural Network ，BGNN），該框架可通過相鄰節點間的雙線性交互雙線性來提高GNN表示能力。特別是，我們分別基于著名的GCN和GAT指定了兩個名為BGCN和BGAT的BGNN模型。關于三個半監督節點分類的公開基準的實證結果證明了BGNN的有效性-BGCN（BGAT）在分類準確度方面比GCN（GAT）高1.6％（1.5％）。

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【導讀】ICML(International Conference on Machine Learning)，即國際機器學習大會, 是機器學習領域全球最具影響力的學術會議之一，因此在該會議上發表論文的研究者也會備受關注。因疫情的影響, 今年第37屆ICML大會已于2020年7月13日至18日在線上舉行。據官方統計，ICML 2020共提交4990篇論文，接收論文1088篇，接收率為21.8%。與往年相比，接收率逐年走低。ICML官網公布了接受論文列表，小編發現基于Graph相關的paper依然很多，為此，上個月專知小編為大家整理了圖神經網絡相關的論文，這期小編繼續為大家奉上ICML 2020必讀的五篇圖神經網絡（GNN）相關論文-Part 2——貝葉斯GNN、連續GNN、Faster圖嵌入、深度GCN、圖Pooling、

ICML 2020 Accepted Paper: //proceedings.icml.cc/book/2020

ICML2020GNN_Part1、KDD2020GNN_Part1、CVPR2020SGNN、CVPR2020GNN_Part2、CVPR2020GNN_Part1、WWW2020GNN_Part1、AAAI2020GNN、ACMMM2019GNN、CIKM2019GNN、ICLR2020GNN、

1. Bayesian Graph Neural Networks with Adaptive Connection Sampling

作者：Arman Hasanzadeh, Ehsan Hajiramezanali, Shahin Boluki, Mingyuan Zhou, Nick Duffifield, Krishna Narayanan, Xiaoning Qian

摘要：我們提出了一個用于圖神經網絡(GNNs)自適應連接采樣（connection sampling）的統一框架，該框架概括了現有的用于訓練GNN的隨機正則化方法。該框架不僅緩解了深層GNNs的過平滑和過擬合趨勢，而且使得GNNs在圖分析任務中的不確定性學習成為可能。與現有的隨機正則化方法那樣使用固定的采樣率或手動調整它們作為模型超參數不同，我們的自適應連接采樣可以與GNN模型參數以全局和局部的方式聯合訓練。具有自適應連接采樣的GNN訓練在數學上等價于訓練貝葉斯GNN的有效近似。在基準數據集上的消融實驗結果驗證了自適應學習采樣率是在半監督節點分類任務中提高GNNs性能的關鍵，使其不容易過平滑和過擬合，具有更穩健的預測能力。

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2.Continuous Graph Neural Networks

作者：Louis-Pascal A. C. Xhonneux, Meng Qu, Jian Tang

摘要：本文建立在圖神經網絡與傳統動力系統之間的聯系之上。我們提出了連續圖神經網絡(Continuous Graph Neural Networks, CGNN)，由于CGNN可以看作是一種特定的離散化方案，它進一步推廣了現有的具有離散動力學的圖神經網絡。其核心思想是如何刻畫節點表示的連續動力學，即節點表示的導數。受現有的基于圖擴散的方法(如社會網絡上的PageRank模型和流行病模型)的啟發，我們將導數定義為當前節點表示、鄰居表示和節點初始值的組合。我們提出并分析了圖上的兩種可能的動力學--包括節點表示的每一維(也稱為特征通道)獨立改變或者彼此交互-這兩者都有理論上的合理性。所提出的連續圖神經網絡對過于過平滑具有較強的魯棒性，因此可以建立更深層次的網絡，從而能夠捕獲節點之間的長期依賴關系。在節點分類任務上的實驗結果證明了我們提出的方法在與基線模型競爭上的有效性。

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3.Faster Graph Embeddings via Coarsening

作者：Matthew Fahrbach, Gramoz Goranci, Richard Peng, Sushant Sachdeva, Chi Wang

摘要：圖嵌入是一種普遍適用于機器學習任務的工具，如圖結構數據上的節點分類和連接預測。然而，即使我們只對相關頂點的一小部分感興趣，計算大規模圖嵌入的效率也是很低的。為了解決這個問題，我們提出了一種基于Schur補（Schur complements）的有效圖粗化方法，用于計算相關頂點的嵌入。我們證明了這些嵌入被不相關頂點上通過高斯消去法得到的Schur補圖精確地保存。由于計算Schur補的代價很高，我們給出了一個近似線性的時間算法，該算法在每次迭代中在相關頂點上生成一個粗化圖，該粗化圖在期望上與Schur補相匹配。我們在圖上進行的預測任務實驗表明，計算嵌入到粗化圖上，而不是整個圖上，在不犧牲精度的情況下，可以節省大量的時間。

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4. Simple and Deep Graph Convolutional Networks

作者：Ming Chen, Zhewei Wei, Zengfeng Huang, Bolin Ding, Yaliang Li

摘要：圖卷積網絡(GCNS)是一種強大的圖結構數據深度學習方法。最近，GCNS及其變體在真實數據集上的各個應用領域都顯示出了優異的性能。盡管取得了成功，但由于過平滑的問題，目前的大多數GCN模型都很淺。本文研究了深圖卷積網絡的設計與分析問題。我們提出了GCNII模型，它是對普通GCN模型的擴展，使用了兩個簡單而有效的技術：初始殘差和恒等映射（Identity mapping）。我們提供了理論和實驗證據，證明這兩種技術有效地緩解了過平滑問題。我們的實驗表明，深度GCNII模型在各種半監督和全監督任務上的性能優于最先進的方法。

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5. Spectral Clustering with Graph Neural Networks for Graph Pooling

作者：Filippo Maria Bianchi, Daniele Grattarola, Cesare Alippi

摘要：譜聚類(SC)是發現圖上強連接社區的一種流行的聚類技術。SC可以在圖神經網絡(GNN)中使用，以實現聚合屬于同一集群節點的池化操作。然而，Laplacian特征分解的代價很高，而且由于聚類結果是特定于圖的，因此基于SC的池化方法必須對每個新樣本執行新的優化。在本文中，我們提出了一種圖聚類方法來解決SC的這些局限性。我們建立了歸一化minCUT問題的連續松弛（continuous relaxation ）公式，并訓練GNN來計算最小化這一目標的聚類分配。我們的基于GNN的實現是可微的，不需要計算譜分解，并且學習了一個聚合函數，可以在樣本外的圖上快速評估。從提出的聚類方法出發，我們設計了一個圖池化算子，它克服了現有圖池化技術的一些重要局限性，并在多個監督和非監督任務中取得了最好的性能。

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【導讀】ICML(International Conference on Machine Learning)，即國際機器學習大會, 是機器學習領域全球最具影響力的學術會議之一，因此在該會議上發表論文的研究者也會備受關注。因疫情的影響, 今年第37屆ICML大會將于2020年7月13日至18日在線上舉行。據官方統計，ICML 2020共提交4990篇論文，接收論文1088篇，接收率為21.8%。與往年相比，接收率逐年走低。在會議開始前夕，專知小編為大家整理了ICML 2020圖神經網絡（GNN）的六篇相關論文供參考——核GNN、特征變換、Haar 圖池化、無監督圖表示、譜聚類、自監督GCN。

ICML 2020 Accepted Papers //icml.cc/Conferences/2020/AcceptedPapersInitial

ACL2020GNN_Part1、WWW2020GNN_Part1、AAAI2020GNN、ACMMM2019GNN、CIKM2019GNN、ICLR2020GNN

1. Convolutional Kernel Networks for Graph-Structured Data

作者：Dexiong Chen, Laurent Jacob, Julien Mairal

摘要：我們引入了一系列多層圖核，并在圖卷積神經網絡和核方法之間建立了新的聯系。我們的方法通過將圖表示為核特征映射序列將卷積核網絡推廣到圖結構數據，其中每個節點攜帶關于局部圖子結構的信息。一方面，核的觀點提供了一種無監督的、有表現力的、易于正規化的數據表示，這在樣本有限的情況下很有用。另一方面，我們的模型也可以在大規模數據上進行端到端的訓練，從而產生了新型的圖卷積神經網絡。我們的方法在幾個圖分類基準上取得了與之相當的性能，同時提供了簡單的模型解釋。

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2. GNN-FILM: Graph Neural Networks with Feature-Wise Linear Modulation 作者：Marc Brockschmidt

摘要：本文提出了一種新的基于特征線性調制（feature-wise linear modulation，FiLM）的圖神經網絡(GNN)。許多標準GNN變體僅通過每條邊的源的表示來計算“信息”，從而沿著圖的邊傳播信息。在GNN-FILE中，邊的目標節點的表示被附加地用于計算可以應用于所有傳入信息的變換，從而允許對傳遞的信息進行基于特征的調制。基于基線方法的重新實現，本文給出了在文獻中提到的三個任務上的不同GNN體系結構的實驗結果。所有方法的超參數都是通過廣泛的搜索找到的，產生了一些令人驚訝的結果：基線模型之間的差異比文獻報道的要小。盡管如此，GNN-FILE在分子圖的回歸任務上的表現優于基線方法，在其他任務上的表現也具有競爭性。

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3. Haar Graph Pooling

作者：Yu Guang Wang, Ming Li, Zheng Ma, Guido Montufar, Xiaosheng Zhuang, Yanan Fan

摘要：深度圖神經網絡(GNNs)是用于圖分類和基于圖的回歸任務的有效模型。在這些任務中，圖池化是GNN適應不同大小和結構的輸入圖的關鍵因素。本文提出了一種新的基于壓縮Haar變換的圖池化操作-HaarPooling。HaarPooling實現了一系列池化操作；它是通過跟隨輸入圖的一系列聚類序列來計算的。HaarPooling層將給定的輸入圖變換為節點數較小、特征維數相同的輸出圖；壓縮Haar變換在Haar小波域中過濾出細節信息。通過這種方式，所有HaarPooling層一起將任何給定輸入圖的特征合成為大小一致的特征向量。這種變換提供了數據的稀疏表征，并保留了輸入圖的結構信息。使用標準圖卷積層和HaarPooling層實現的GNN在各種圖分類和回歸問題上實現了最先進的性能。

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4. Interferometric Graph Transform: a Deep Unsupervised Graph Representation 作者：Edouard Oyallon

摘要：我們提出了Interferometric Graph Transform(IGT)，這是一類用于構建圖表示的新型深度無監督圖卷積神經網絡。我們的第一個貢獻是提出了一種從歐幾里德傅立葉變換的推廣得到的通用復數譜圖結構。基于一個新穎的貪婪凹目標，我們的學習表示既包括可區分的特征，也包括不變的特征。通過實驗可以得到，我們的學習過程利用了譜域的拓撲，這通常是譜方法的一個缺陷，特別是我們的方法可以恢復視覺任務的解析算子。我們在各種具有挑戰性的任務上測試了我們的算法，例如圖像分類(MNIST，CIFAR-10)、社區檢測(Authorship，Facebook graph)和3D骨架視頻中的動作識別(SBU，NTU)，在譜圖非監督環境下展示了一種新的技術水平。

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5. Spectral Clustering with Graph Neural Networks for Graph Pooling

作者：Filippo Maria Bianchi, Daniele Grattarola, Cesare Alippi

摘要：譜聚類(SC)是發現圖上強連通社區的一種流行的聚類技術。SC可以在圖神經網絡(GNN)中使用，以實現聚合屬于同一簇的節點的池化操作。然而，Laplacian的特征分解代價很高，而且由于聚類結果是特定于圖的，因此基于SC的池化方法必須對每個新樣本執行新的優化。在本文中，我們提出了一種圖聚類方法來解決SC的這些局限性。我們建立了歸一化minCUT問題的連續松弛公式，并訓練GNN來計算最小化這一目標的簇分配。我們的基于GNN的實現是可微的，不需要計算譜分解，并且學習了一個聚類函數，可以在樣本外的圖上快速評估。從提出的聚類方法出發，我們設計了一個圖池化算子，它克服了現有圖池化技術的一些重要局限性，并在多個監督和非監督任務中取得了最好的性能。

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6. When Does Self-Supervision Help Graph Convolutional Networks?

作者：Yuning You, Tianlong Chen, Zhangyang Wang, Yang Shen

摘要：自監督作為一種新興的技術已被用于訓練卷積神經網絡(CNNs)，以提高圖像表示學習的可傳遞性、泛化能力和魯棒性。然而，自監督對操作圖形數據的圖卷積網絡(GCNS)的介紹卻很少被探索。在這項研究中，我們首次將自監督納入GCNS的系統探索和評估。我們首先闡述了將自監督納入GCNS的三種機制，分析了預訓練&精調和自訓練的局限性，并進而將重點放在多任務學習上。此外，我們還提出了三種新的GCNS自監督學習任務，并進行了理論分析和數值比較。最后，我們進一步將多任務自監督融入到圖對抗性訓練中。研究結果表明，通過合理設計任務形式和合并機制，自監督有利于GCNS獲得更強的泛化能力和魯棒性。

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【導讀】作為CCF推薦的A類國際學術會議，International ACM SIGIR Conference on Research and Development in Information Retrieval（國際計算機學會信息檢索大會，簡稱 SIGIR）在信息檢索領域享有很高的學術聲譽，每年都會吸引全球眾多專業人士參與。今年的 SIGIR 2020計劃將于 2020年7月25日~30日在中國西安舉行。本次大會共有555篇長文投稿，僅有147篇長文被錄用，錄用率約26%。專知小編提前為大家整理了六篇SIGIR 2020 基于圖神經網絡的推薦（GNN+RS）相關論文，這六篇論文分別出自中科大何向南老師和和昆士蘭大學陰紅志老師團隊，供大家參考——捆綁推薦、Disentangled GCF、服裝推薦、多行為推薦、全局屬性GNN

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1. Bundle Recommendation with Graph Convolutional Networks

作者：Jianxin Chang, Chen Gao, Xiangnan He, Yong Li, Depeng Jin

摘要：捆綁推薦（Bundle recommendation ）旨在推薦一組商品供用戶整體消費。現有的解決方案通過共享模型參數或多任務學習的方式將用戶項目交互建模集成到捆綁推薦中，然而，這些方法不能顯式建模項目與捆綁包（bundles）之間的隸屬關系，不能探索用戶選擇捆綁包時的決策。在這項工作中，我們提出了一個用于捆綁推薦的圖神經網絡模型BGCN(Bundle Graph Convolutional Network)。BGCN將用戶-項目交互、用戶-捆綁包交互和捆綁包-項目從屬關系統一到一個異構圖中。以項目節點為橋梁，在用戶節點和捆綁包節點之間進行圖卷積傳播，使學習到的表示能夠捕捉到項目級的語義。通過基于hard-negative采樣器的訓練，可以進一步區分用戶對相似捆綁包的細粒度偏好。在兩個真實數據集上的實驗結果表明，BGCN的性能有很高的提升，其性能比最新的基線高出10.77%到23.18%。

網址： //arxiv.org/abs/2005.03475

2. Disentangled Graph Collaborative Filtering

作者：Xiang Wang, Hongye Jin, An Zhang, Xiangnan He, Tong Xu, Tat-Seng Chua

摘要：從交互數據中學習用戶和項目的信息表示對于協同過濾(CF)至關重要。當前的嵌入函數利用用戶-項目關系來豐富表示，從單個用戶-項目實例演變為整體交互圖。然而，這些方法在很大程度上以統一的方式對關系進行建模，而忽略了用戶采用這些項目的意圖的多樣性，這可能是為了打發時間，為了興趣，或者為其他人(如家庭)購物。這種統一的對用戶興趣建模的方法很容易導致次優表示，不能對不同的關系建模并在表示中分清用戶意圖。在這項工作中，我們特別關注用戶意圖細粒度上的用戶-項目關系。因此，我們設計了一種新的模型- Disentangled圖協同過濾(Disentangled Graph Collaborative Filtering ,DGCF)，來理清這些因素并產生disentangled的表示。具體地說，通過在每個用戶-項目交互意圖上的分布建模，我們迭代地細化意圖感知的交互圖和表示。同時，我們鼓勵不同的意圖獨立。這將生成disentangled的表示，有效地提取與每個意圖相關的信息。我們在三個基準數據集上進行了廣泛的實驗，DGCF與NGCF、DisenGCN和MacridV AE這幾個最先進的模型相比取得了顯著的改進。進一步的分析揭示了DGCF在分解用戶意圖和表示的可解釋性方面的優勢。

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3. GCN-Based User Representation Learning for Unifying Robust Recommendation and Fraudster Detection

作者：Shijie Zhang, Hongzhi Yin, Tong Chen, Quoc Viet Nguyen Hung, Zi Huang, Lizhen Cui

摘要：近年來，推薦系統已經成為所有電子商務平臺中不可缺少的功能。推薦系統的審查評級數據通常來自開放平臺，這可能會吸引一群惡意用戶故意插入虛假反饋，試圖使推薦系統偏向于他們。此類攻擊的存在可能會違反高質量數據始終可用的建模假設，而這些數據確實會影響用戶的興趣和偏好。因此，構建一個即使在攻擊下也能產生穩定推薦的健壯推薦系統具有重要的現實意義。本文提出了一種基于GCN的用戶表示學習框架GraphRf，該框架能夠統一地進行穩健的推薦和欺詐者檢測。在其端到端學習過程中，用戶在欺詐者檢測模塊中被識別為欺詐者的概率自動確定該用戶的評級數據在推薦模塊中的貢獻；而在推薦模塊中輸出的預測誤差作為欺詐者檢測模塊中的重要特征。因此，這兩個組成部分可以相互促進。經過大量的實驗，實驗結果表明我們的GraphRf在魯棒評級預測和欺詐者檢測這兩個任務中具有優勢。此外，所提出的GraphRf被驗證為對現有推薦系統上的各種攻擊具有更強的魯棒性。

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4. Hierarchical Fashion Graph Network for Personalized Outfit Recommendation

作者：Xingchen Li, Xiang Wang, Xiangnan He, Long Chen, Jun Xiao, Tat-Seng Chua

摘要：服裝推薦越來越受到網購服務商和時尚界的關注。與向用戶推薦單個單品(例如，朋友或圖片)的其他場景(例如，社交網絡或內容共享)不同，服裝推薦預測用戶對一組匹配良好的時尚單品的偏好。因此，進行高質量的個性化服裝推薦應滿足兩個要求：1)時尚單品的良好兼容性；2)與用戶偏好的一致性。然而，目前的研究主要集中在其中一個需求上，只考慮了用戶-全套服裝（outfit）或全套服裝-項目的關系，從而容易導致次優表示，限制了性能。在這項工作中，我們統一了兩個任務，服裝兼容性建模和個性化服裝推薦。為此，我們開發了一個新的框架，層次時尚圖網絡(HFGN)，用于同時建模用戶、商品和成套服裝之間的關系。特別地，我們構建了一個基于用戶-全套服裝交互和全套服裝-項目映射的層次結構。然后，我們從最近的圖神經網絡中得到啟發，在這種層次圖上使用嵌入傳播，從而將項目信息聚合到一個服裝表示中，然后通過他/她的歷史服裝來提煉用戶的表示。此外，我們還對這兩個任務進行了聯合訓練，以優化這些表示。為了證明HFGN的有效性，我們在一個基準數據集上進行了廣泛的實驗，HFGN在NGNN和FHN等最先進的兼容性匹配模型基礎上取得了顯著的改進。

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5. Multi-behavior Recommendation with Graph Convolutional Networks

作者：Bowen Jin, Chen Gao, Xiangnan He, Depeng Jin, Yong Li

摘要：傳統的推薦模型通常只使用一種類型的用戶-項目交互，面臨著嚴重的數據稀疏或冷啟動問題。利用多種類型的用戶-項目交互(例如：點擊和收藏)的多行為推薦可以作為一種有效的解決方案。早期的多行為推薦研究未能捕捉到行為對目標行為的不同程度的影響。它們也忽略了多行為數據中隱含的行為語義。這兩個限制都使得數據不能被充分利用來提高對目標行為的推薦性能。在這項工作中，我們創新性地構造了一個統一的圖來表示多行為數據，并提出了一種新的模型--多行為圖卷積網絡(Multi-Behavior Graph Convolutional Network，MBGCN)。MBGCN通過用戶-項目傳播層學習行為強度，通過項目-項目傳播層捕獲行為語義，較好地解決了現有工作的局限性。在兩個真實數據集上的實驗結果驗證了該模型在挖掘多行為數據方面的有效性。我們的模型在兩個數據集上的性能分別比最優基線高25.02%和6.51%。對冷啟動用戶的進一步研究證實了該模型的實用性。

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6. GAG: Global Atributed Graph Neural Network for Streaming Session-based Recommendation

作者：Ruihong Qiu, Hongzhi Yin, Zi Huang, Tong Chen

摘要：基于流會話的推薦(Streaming session-based recommendation，SSR)是一項具有挑戰性的任務，它要求推薦器系統在流媒體場景（streaming scenario）中進行基于會話的推薦(SR)。在電子商務和社交媒體的現實應用中，在一定時間內產生的一系列用戶-項目交互被分組為一個會話，這些會話以流的形式連續到達。最近的SR研究大多集中在靜態集合上，即首先獲取訓練數據，然后使用該集合來訓練基于會話的推薦器模型。他們需要對整個數據集進行幾個epoch的訓練，這在流式設置下是不可行的。此外，由于對用戶信息的忽視或簡單使用，它們很難很好地捕捉到用戶的長期興趣。雖然最近已經提出了一些流推薦策略，但它們是針對個人交互流而不是會話流而設計的。本文提出了一種求解SSR問題的帶有Wasserstein 庫的全局屬性圖(GAG)神經網絡模型。一方面，當新的會話到達時，基于當前會話及其關聯用戶構造具有全局屬性的會話圖。因此，GAG可以同時考慮全局屬性和當前會話，以了解會話和用戶的更全面的表示，從而在推薦中產生更好的性能。另一方面，為了適應流會話場景，提出了Wasserstein庫來幫助保存歷史數據的代表性草圖。在兩個真實數據集上進行了擴展實驗，驗證了GAG模型與最新方法相比的優越性。

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【導讀】計算語言學協會（the Association for Computational Linguistics, ACL）年度會議作為頂級的國際會議，在計算語言學和自然語言處理領域一直備受關注。其接收的論文覆蓋了語義分析、文本挖掘、信息抽取、問答系統、機器翻譯、情感分析和意見挖掘等眾多自然語言處理領域的研究方向。今年，第58屆計算語言學協會（the Association for Computational Linguistics, ACL）年度會議將于2020年7月5日至10日在美國華盛頓西雅圖舉行。受COVID-19疫情影響，ACL 2020將全部改為線上舉行。為此，專知小編提前為大家整理了ACL 2020圖神經網絡（GNN）相關論文，讓大家先睹為快——事實驗證、法律文書、謠言檢測、自動摘要、情感分析。

WWW2020GNN_Part1、AAAI2020GNN、ACMMM2019GNN、CIKM2019GNN、ICLR2020GNN、EMNLP2019GNN、ICCV2019GNN_Part2、ICCV2019GNN_Part1、NIPS2019GNN、IJCAI2019GNN_Part1、IJCAI2019GNN_Part2、KDD2019GNN、ACL2019GNN、CVPR2019GNN、ICML2019GNN

1. Fine-grained Fact Verification with Kernel Graph Attention Network

作者：Zhenghao Liu, Chenyan Xiong, Maosong Sun, Zhiyuan Liu

摘要：事實驗證（Fact V erification）需要細粒度的自然語言推理能力來找到微妙的線索去識別句法和語義上正確但沒有強有力支持的聲明（well-supported claims）。本文提出了基于核方法的圖注意力網絡(KGAT)，該網絡使用基于核的注意力進行更細粒度的事實驗證。給定一個聲明和一組形成證據圖潛在證據的句子，KGAT在圖注意力網絡中引入了可以更好地衡量證據節點重要性的節點核，以及可以在圖中進行細粒度證據傳播的邊緣核，以實現更準確的事實驗證。KGAT達到了70.38%的FEVER得分，在FEVER上大大超過了現有的事實驗證模型（FEVER是事實驗證的大規模基準）。我們的分析表明，與點積注意力相比，基于核的注意力更多地集中在證據圖中的相關證據句子和有意義的線索上，這是KGAT有效性的主要來源。

網址：//arxiv.org/pdf/1910.09796.pdf

2. Distinguish Confusing Law Articles for Legal Judgment Prediction

作者：Nuo Xu, Pinghui Wang, Long Chen, Li Pan, Xiaoyan Wang, Junzhou Zhao

摘要：法律審判預測（LJP）是在給出案件事實描述文本的情況下，自動預測案件判決結果的任務，其在司法協助系統中具有良好的應用前景，為公眾提供方便的服務。實際上，由于適用于類似法律條款的法律案件很容易被誤判，經常會產生混淆的指控。在本文中，我們提出了一個端到端的模型--LADAN來解決LJP的任務。為了解決這一問題，現有的方法嚴重依賴領域專家，這阻礙了它在不同法律制度中的應用。為了區分混淆的指控，我們提出了一種新的圖神經網絡來自動學習混淆法律文章之間的細微差別，并設計了一種新的注意力機制，該機制充分利用學習到的差別從事實描述中提取令人信服的鑒別特征。在真實數據集上進行的實驗證明了我們的LADAN算法的優越性。

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3. GCAN: Graph-aware Co-Attention Networks for Explainable Fake News Detection on Social Media

作者：Yi-Ju Lu, Cheng-Te Li

摘要：本文解決了在更現實的社交媒體場景下的假新聞檢測問題。給定源短文本推文和相應的沒有文本評論的轉發用戶序列，我們的目的是預測源推文是否是假的，并通過突出可疑轉發者的證據和他們關注的詞語來產生解釋。為了實現這一目標，我們提出了一種新的基于神經網絡的模型--圖感知協同注意網絡(GCAN)。在真實推文數據集上進行的廣泛實驗表明，GCAN的平均準確率比最先進的方法高出16%。此外，案例研究還表明，GCAN可以給出合理的解釋。

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4. Heterogeneous Graph Neural Networks for Extractive Document Summarization

作者：Danqing Wang, Pengfei Liu, Yining Zheng, Xipeng Qiu, Xuanjing Huang

摘要：作為提取文檔摘要的關鍵步驟，跨句關系學習已經有了大量的研究方法。一種直觀的方法是將它們放入基于圖的神經網絡中，該網絡具有更復雜的結構來捕獲句間關系。本文提出了一種基于圖的異構神經網絡抽取摘要算法(HeterSUMGraph)，該算法除句子外，還包含不同粒度的語義節點。這些額外的結點起到句子之間的中介作用，豐富了句子之間的關系。此外，通過引入文檔節點，我們的圖結構可以靈活地從單文檔設置自然擴展到多文檔設置。據我們所知，我們是第一個將不同類型的節點引入到基于圖的神經網絡中進行提取文檔摘要的，我們還進行了全面的定性分析，以考察它們的好處。

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5. Relational Graph Attention Network for Aspect-based Sentiment Analysis

作者：Kai Wang, Weizhou Shen, Yunyi Yang, Xiaojun Quan, Rui Wang

摘要：Aspect級的情感分析旨在確定在線評論中對某一特定方面的情感極性。最近的大多數努力采用了基于注意力的神經網絡模型來隱式地將aspect與觀點詞聯系起來。然而，由于語言的復雜性和單句中多個aspect的存在，這些模型往往混淆了它們之間的聯系。在本文中，我們通過對語法信息進行有效的編碼來解決這個問題。首先，我們通過重塑和修剪常規依賴關系樹，定義了一個以目標方面為根的統一的面向aspect的依賴樹結構。然后，我們提出了一種關系圖注意力網絡(R-GAT)來編碼新的樹結構用于情感預測。我們在SemEval 2014和Twitter數據集上進行了廣泛的實驗，實驗結果證實，該方法可以更好地建立aspect和觀點詞之間的聯系，從而顯著提高了圖注意網絡(GAT)的性能。

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