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【導讀】作為世界數據挖掘領域的最高級別的學術會議，ACM SIGKDD（國際數據挖掘與知識發現大會，簡稱 KDD）每年都會吸引全球領域眾多專業人士參與。今年的 KDD大會計劃將于 2020 年 8 月 23 日 ~27 日在美國美國加利福尼亞州圣地亞哥舉行。上周，KDD 2020官方發布接收論文，共有1279篇論文提交到Research Track，共216篇被接收，接收率16.8%。近期KDD官網公布了接受論文列表，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KDD 2020必讀的五篇圖神經網絡（GNN）相關論文-Part 2——多層次GCN、無監督預訓練GCN、圖Hash、GCN主題模型、采樣

KDD 2020 Accepted Paper: //www.kdd.org/kdd2020/accepted-papers

KDD2020GNN_Part1、CVPR2020SGNN、CVPR2020GNN_Part2、CVPR2020GNN_Part1、WWW2020GNN_Part1、AAAI2020GNN、ACMMM2019GNN、CIKM2019GNN、ICLR2020GNN、EMNLP2019GNN、ICCV2019GNN_Part2、ICCV2019GNN_Part1、NIPS2019GNN、IJCAI2019GNN_Part1、IJCAI2019GNN_Part2、KDD2019GNN、

1. Multi-level Graph Convolutional Networks for Cross-platform Anchor Link Prediction

作者：Hongxu Chen, Hongzhi Yin, Xiangguo Sun, Tong Chen, Bogdan Gabrys, Katarzyna Musial

摘要：跨平臺的賬號匹配在社交網絡分析中發揮著重要作用，并且有利于廣泛的應用。然而，現有的方法要么嚴重依賴于高質量的用戶生成內容(包括用戶興趣模型)，要么只關注網絡拓撲結構，存在數據不足的問題，這使得研究這個方向變得很困難。為了解決這一問題，我們提出了一種新的框架，該框架統一考慮了局部網絡結構和超圖結構上的多級圖卷積。該方法克服了現有工作中數據不足的問題，并且不一定依賴于用戶的人口統計信息。此外，為了使所提出的方法能夠處理大規模社交網絡，我們提出了一種兩階段的空間協調機制，在基于網絡分區的并行訓練和跨不同社交網絡的帳戶匹配中對齊嵌入空間。我們在兩個大規模的真實社交網絡上進行了廣泛的實驗。實驗結果表明，該方法的性能比現有的模型有較大幅度的提高。

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2. GCC: Graph Contrastive Coding for Graph Neural Network Pre-Training

作者：Jiezhong Qiu, Qibin Chen, Yuxiao Dong, Jing Zhang, Hongxia Yang, Ming Ding, Kuansan Wang, Jie Tang

摘要：圖表示學習已經成為解決現實問題的一種強有力的技術。包括節點分類、相似性搜索、圖分類和鏈接預測在內的各種下游圖學習任務都受益于它的最新發展。然而，關于圖表示學習的現有技術集中于領域特定的問題，并為每個圖訓練專用模型，這通常不可轉移到領域之外的數據。受自然語言處理和計算機視覺在預訓練方面的最新進展的啟發，我們設計了圖對比編碼(Graph Contrastive Coding，GCC)一個無監督的圖表示學習框架來捕捉跨多個網絡的通用網絡拓撲屬性。我們將GCC的預訓練任務設計為網絡內部和網絡之間的子圖級別的實例判斷，并利用對比學習來增強模型學習內在的和可遷移的結構表征能力。我們在三個圖學習任務和十個圖數據集上進行了廣泛的實驗。結果表明，GCC在一組不同的數據集上進行預訓練，可以獲得與從頭開始的特定任務訓練的方法相媲美或更好的性能。這表明，預訓練和微調范式對圖表示學習具有巨大的潛力。

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3. GHashing: Semantic Graph Hashing for Approximate Similarity Search in Graph Databases

作者：Zongyue Qin, Yunsheng Bai, Yizhou Sun

摘要：圖相似搜索的目的是根據給定的鄰近度，即圖編輯距離(GED)，在圖形數據庫中找到與查詢最相似的圖。這是一個被廣泛研究但仍具有挑戰性的問題。大多數研究都是基于剪枝驗證框架，該框架首先對非看好的圖進行剪枝，然后在較小的候選集上進行驗證。現有的方法能夠管理具有數千或數萬個圖的數據庫，但由于其精確的剪枝策略，無法擴展到更大的數據庫。受到最近基于深度學習的語義哈希（semantic hashing）在圖像和文檔檢索中的成功應用的啟發，我們提出了一種新的基于圖神經網絡(GNN)的語義哈希，即GHash，用于近似剪枝。我們首先用真實的GED結果訓練GNN，以便它學習生成嵌入和哈希碼，以保持圖之間的GED。然后建立哈希索引以實現恒定時間內的圖查找。在回答一個查詢時，我們使用哈希碼和連續嵌入作為兩級剪枝來檢索最有希望的候選對象，并將這些候選對象發送到精確的求解器進行最終驗證。由于我們的圖哈希技術利用了近似剪枝策略，與現有方法相比，我們的方法在保持高召回率的同時，實現了顯著更快的查詢時間。實驗表明，該方法的平均速度是目前唯一適用于百萬級數據庫的基線算法的20倍，這表明GHash算法成功地為解決大規模圖形數據庫的圖搜索問題提供了新的方向。

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4. Graph Structural-topic Neural Network

作者：Qingqing Long, Yilun Jin, Guojie Song, Yi Li, Wei Lin

摘要：圖卷積網絡(GCNS)通過有效地收集節點的局部特征，取得了巨大的成功。然而，GCNS通常更多地關注節點特征，而較少關注鄰域內的圖結構，特別是高階結構模式。然而，這種局部結構模式被顯示為許多領域中的節點屬性。此外，由于網絡很復雜，每個節點的鄰域由各種節點和結構模式的混合組成，不只是單個模式，所有這些模式上的分布都很重要。相應地，在本文中，我們提出了圖結構主題神經網絡，簡稱GraphSTONE，這是一種利用圖的主題模型的GCN模型，使得結構主題廣泛地從概率的角度捕捉指示性的圖結構，而不僅僅是幾個結構。具體地說，我們使用 anonymous walks和Graph Anchor LDA(一種LDA的變體，首先選擇重要的結構模式)在圖上建立主題模型，以降低復雜性并高效地生成結構主題。此外，我們設計了多視圖GCNS來統一節點特征和結構主題特征，并利用結構主題來指導聚合。我們通過定量和定性實驗對我們的模型進行了評估，我們的模型表現出良好的性能、高效率和清晰的可解釋性。

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5. Minimal Variance Sampling with Provable Guarantees for Fast Training of Graph Neural Networks

作者：Weilin Cong, Rana Forsati, Mahmut Kandemir, Mehrdad Mahdavi

摘要：抽樣方法(如節點抽樣、分層抽樣或子圖抽樣)已成為加速大規模圖神經網絡(GNNs)訓練不可缺少的策略。然而，現有的抽樣方法大多基于圖的結構信息，忽略了最優化的動態性，導致隨機梯度估計的方差較大。高方差問題在非常大的圖中可能非常明顯，它會導致收斂速度慢和泛化能力差。本文從理論上分析了抽樣方法的方差，指出由于經驗風險的復合結構，任何抽樣方法的方差都可以分解為前向階段的嵌入近似方差和后向階段的隨機梯度方差，這兩種方差都必須減小，才能獲得較快的收斂速度。我們提出了一種解耦的方差減小策略，利用(近似)梯度信息自適應地對方差最小的節點進行采樣，并顯式地減小了嵌入近似引入的方差。理論和實驗表明，與現有方法相比，該方法即使在小批量情況下也具有更快的收斂速度和更好的泛化能力。

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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。本次ACL大會共提交了3429篇論文，共有571篇長論文、以及208篇短論文入選。不久之前，專知小編為大家整理了大會的圖神經網絡（GNN）相關論文，這期小編繼續為大家奉上ACL 2020圖神經網絡（GNN）相關論文-Part 2供參考——多文檔摘要、多粒度機器閱讀理解、帖子爭議檢測、GAE。

ACL2020GNN_Part1、WWW2020GNN_Part1、AAAI2020GNN、ACMMM2019GNN、CIKM2019GNN、ICLR2020GNN

1. Leveraging Graph to Improve Abstractive Multi-Document Summarization

作者：Wei Li, Xinyan Xiao, Jiachen Liu, Hua Wu, Haifeng Wang, Junping Du

摘要：捕捉文本單元之間關系圖對于從多個文檔中檢測顯著信息和生成整體連貫的摘要有很大好處。本文提出了一種神經抽取多文檔摘要(MDS)模型，該模型可以利用文檔的常見圖表示，如相似度圖和話語圖（discourse graph），來更有效地處理多個輸入文檔并生成摘要。我們的模型使用圖對文檔進行編碼，以捕獲跨文檔關系，這對于總結長文檔至關重要。我們的模型還可以利用圖來指導摘要的生成過程，這有利于生成連貫而簡潔的摘要。此外，預訓練的語言模型可以很容易地與我們的模型相結合，進一步提高了摘要的性能。在WikiSum和MultiNews數據集上的實驗結果表明，所提出的體系結構在幾個強大的基線上帶來了實質性的改進。

網址： //arxiv.org/abs/2005.10043

2. Document Modeling with Graph Attention Networks for Multi-grained Machine Reading Comprehension

作者：Bo Zheng, Haoyang Wen, Yaobo Liang, Nan Duan, Wanxiang Che, Daxin Jiang, Ming Zhou, Ting Liu

摘要：“自然問題”是一種具有挑戰性的新的機器閱讀理解基準，其中包含兩個答案：長答案（通常是一個段落）和短答案（長答案中的一個或多個實體）。盡管此基準測試的現有方法很有效，但它們在訓練期間單獨處理這兩個子任務，忽略了它們間的依賴關系。為了解決這個問題，我們提出了一種新穎的多粒度機器閱讀理解框架，該框架專注于對文檔的分層性質進行建模，這些文檔具有不同的粒度級別：文檔、段落、句子和詞。我們利用圖注意力網絡來獲得不同層次的表示，以便它們可以同時學習。長答案和短答案可以分別從段落級表示和詞級表示中提取。通過這種方式，我們可以對兩個粒度的答案之間的依賴關系進行建模，以便為彼此提供證據。我們聯合訓練這兩個子任務，實驗表明，我們的方法在長答案和短答案標準上都明顯優于以前的系統。

網址：

代碼鏈接：

3. Integrating Semantic and Structural Information with Graph Convolutional Network for Controversy Detection

作者：Lei Zhong, Juan Cao, Qiang Sheng, Junbo Guo, Ziang Wang

摘要：識別社交媒體上有爭議的帖子是挖掘公眾情緒、評估事件影響、緩解兩極分化觀點的基礎任務。然而，現有的方法不能1)有效地融合來自相關帖子內容的語義信息；2)保留回復關系建模的結構信息；3)正確處理與訓練集中主題不同的帖子。為了克服前兩個局限性，我們提出了主題-帖子-評論圖卷積網絡(TPC-GCN)，它綜合了來自主題、帖子和評論的圖結構和內容的信息，用于帖子級別的爭議檢測。對于第三個限制，我們將模型擴展到分離的TPC-GCN(DTPC-GCN)，將主題相關和主題無關的特征分離出來，然后進行動態融合。在兩個真實數據集上的大量實驗表明，我們的模型優于現有的方法。結果和實例分析表明，該模型能夠將語義信息和結構信息有機地結合在一起，具有較強的通用性。

網址：

4. Knowledge Graph-Augmented Abstractive Summarization with Semantic-Driven Cloze Reward

作者：Luyang Huang, Lingfei Wu, Lu Wang

摘要：用于抽取摘要的序列到序列（sequence-to-sequence ）模型已經被廣泛研究，但是生成的摘要通常受到捏造的內容的影響，并且經常被發現是near-extractive的。我們認為，為了解決這些問題，摘要生成器應通過輸入獲取語義解釋，例如通過結構化表示，以允許生成更多信息的摘要。在本文中，我們提出了一種新的抽取摘要框架--Asgard，它具有圖形增強和語義驅動的特點。我們建議使用雙重編碼器-序列文檔編碼器和圖形結構編碼器-來保持實體的全局上下文和局部特征，并且相互補充。我們進一步設計了基于多項選擇完形填空測試的獎勵，以驅動模型更好地捕捉實體交互。結果表明，我們的模型在紐約時報和CNN/每日郵報的數據集上都比沒有知識圖作為輸入的變體產生了更高的Rouge分數。與從大型預訓練的語言模型中優化的系統相比，我們也獲得了更好或可比的性能。評委進一步認為我們的模型輸出信息更豐富，包含的不實錯誤更少。

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5. A Graph Auto-encoder Model of Derivational Morphology

作者：Valentin Hofmann, Hinrich Schutze, Janet B. Pierrehumberty

摘要：關于派生詞的形態良好性(morphological well-formedness, MWF)建模工作在語言學中被認為是一個復雜而困難的問題，并且這方面的研究工作較少。我們提出了一個圖自編碼器學習嵌入以捕捉派生詞中詞綴和詞干的兼容性信息。自編碼器通過將句法和語義信息與來自心理詞典的關聯信息相結合，很好地模擬了英語中的MWF。

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【導讀】國際萬維網大會（The Web Conference，簡稱WWW會議）是由國際萬維網會議委員會發起主辦的國際頂級學術會議，創辦于1994年，每年舉辦一屆，是CCF-A類會議。WWW 2020將于2020年4月20日至4月24日在中國臺灣臺北舉行。本屆會議共收到了1129篇長文投稿，錄用217篇長文，錄用率為19.2%。這周會議已經召開，會議論文集已經公開，大家可以自己查看感興趣的論文，專知小編繼續整理WWW 2020 系列論文，這期小編為大家奉上的是WWW 2020五篇知識圖譜+圖神經網絡（KG+GNN）相關論文，供大家參考！——多關系實體對齊、問答推理、動態圖實體鏈接、序列實體鏈接、知識圖譜補全。

WWW 2020 會議論文集： //dl.acm.org/doi/proceedings/10.1145/3366423

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

1. Collective Multi-type Entity Alignment Between Knowledge Graphs

作者：Qi Zhu, Hao Wei, Bunyamin Sisman, Da Zheng, Christos Faloutsos, Xin Luna Dong and Jiawei Han

摘要：知識圖(如Freebase、Yago)是表示各類實體之間豐富真實信息的多關系圖。實體對齊是實現多源知識圖集成的關鍵步驟。它旨在識別涉及同一真實世界實體的不同知識圖中的實體。然而，現有的實體對齊系統忽略了不同知識圖的稀疏性，不能通過單一模型對多類型實體進行對齊。在本文中，我們提出了一種用于多類型實體對齊的聯合圖神經網絡（Collective Graph neural network），稱為CG-MuAlign。與以前的工作不同，CG-MuAlign聯合對齊多種類型的實體，共同利用鄰域信息并將其推廣到未標記的實體類型。具體地說，我們提出了一種新的集中聚集函數1)通過交叉圖和自注意力來緩解知識圖的不完全性，2）通過小批量訓練范例和有效的鄰域抽樣策略，有效地提高了可伸縮性。我們在具有數百萬個實體的真實知識圖上進行了實驗，觀察到了比現有方法更優越的性能。此外，我們的方法的運行時間比目前最先進的深度學習方法要少得多。

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2. Complex Factoid Question Answering with a Free-Text Knowledge Graph

作者：Chen Zhao, Chenyan Xiong, Xin Qian and Jordan Boyd-Graber

摘要：我們介紹了Delft，一個事實問答系統，它將知識圖問答方法的細微和深度與更廣泛的free-文本結合在一起。Delft從Wikipedia構建了一個自由文本知識圖，以實體為節點和句子，其中實體同時出現做為邊。對于每個問題，Delft使用文本句子作為邊，找到將問題實體節點鏈接到候選對象的子圖，創建了密集且覆蓋率高的語義圖。一種新穎的圖神經網絡在free-文本圖上進行推理-通過沿邊句子的信息組合節點上的證據-以選擇最終答案。在三個問答數據集上的實驗表明，Delft能夠比基于機器閱讀的模型、基于BERT的答案排序和記憶網絡更好地回答實體豐富的問題。Delft的優勢既來自于其free-文本知識圖譜的高覆蓋率--是DBpedia關系的兩倍多--也來自于新穎的圖神經網絡，它基于豐富而嘈雜的free-文本證據進行推理。

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3. Dynamic Graph Convolutional Networks for Entity Linking

作者：Junshuang Wu, Richong Zhang, Yongyi Mao, Hongyu Guo, Masoumeh Soflaei and Jinpeng Huai

摘要：實體鏈接將文檔中提及的命名實體映射到給定知識圖中的合適的實體，已被證明能夠從基于圖卷積網絡(GCN)對實體相關性建模中獲得顯著好處。然而，現有的GCN實體鏈接模型沒有考慮到，一組實體的結構化圖不僅依賴于給定文檔的上下文信息，而且在GCN的不同聚合層上自適應地變化，導致在捕捉實體之間的結構信息方面存在不足。在本文中，我們提出了一種動態的GCN體系結構來有效地應對這一挑戰。模型中的圖結構是在訓練過程中動態計算和修改的。通過聚合動態鏈接節點的知識，我們的GCN模型可以集中識別文檔和知識圖之間的實體映射，并有效地捕捉整個文檔中各個實體提及（ mentions）之間的主題一致性。在基準實體連接數據集上的實證研究證實了我們提出的策略的優越性能和動態圖結構的好處。

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4. High Quality Candidate Generation and Sequential Graph Attention Network for Entity Linking

作者：Yichao Zhou, Shaunak Mishra, Manisha Verma, Narayan Bhamidipati and Wei Wang

摘要：實體鏈接(EL)是將文本中提及的內容映射到知識庫(KB)中相應實體的任務。這項任務通常包括候選生成(CG)和實體消歧(ED)兩個階段。目前基于神經網絡模型的EL系統取得了較好的性能，但仍然面臨著兩個挑戰：(1)以往的研究在評估模型時沒有考慮候選實體之間的差異。事實上，候選集的質量(特別是黃金召回)對EL結果有影響。因此，如何提候選的素質需要引起更多的關注。(Ii)為了利用提及實體之間的主題一致性，提出了許多聚集ED的圖和序列模型。然而，基于圖的模型對所有候選實體一視同仁，這可能會引入大量的噪聲信息。相反，序列模型只能觀察先前引用的實體，而忽略了當前提及的實體與其后續實體之間的相關性。針對第一個問題，我們提出了一種基于多策略的CG方法來生成高召回率的候選集。對于第二個問題，我們設計了一個序列圖注意力網絡(SeqGat)，它結合了圖和序列方法的優點。在我們的模型中，提及（ mentions）是按順序處理的。在當前提到的情況下，SeqGAT對其先前引用的實體和后續實體進行動態編碼，并為這些實體分配不同的重要性。這樣既充分利用了主題的一致性，又減少了噪聲干擾。我們在不同類型的數據集上進行了實驗，并在開放的評測平臺上與以前的EL系統進行了比較。比較結果表明，與現有的方法相比，我們的模型有了很大的改進。

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5. Mining Implicit Entity Preference from User-Item Interaction Data for Knowledge Graph Completion via Adversarial Learning

作者：Gaole He, Junyi Li, Wayne Xin Zhao, Peiju Liu and Ji-Rong Wen

摘要：知識圖補全(KGC)任務旨在自動推斷知識圖(KG)中缺失的事實信息。在本文中，我們采取了一個新的視角，旨在利用豐富的用戶-項目交互數據(簡稱用戶交互數據)來改進KGC任務。我們的工作靈感來自于觀察到許多KG實體對應于應用系統中的在線項目。然而，這兩種數據源的固有特性有很大的不同，使用簡單的融合策略很可能會損害原有的性能。為了應對這一挑戰，我們提出了一種新的對抗性學習方法，通過利用用戶交互數據來執行KGC任務。我們的生成器是從用戶交互數據中分離出來的，用來提高鑒別器的性能。鑒別器將從用戶交互數據中學習到的有用信息作為輸入，并逐步增強評估能力，以識別生成器生成的假樣本。為了發現用戶的隱含實體偏好，設計了一種基于圖神經網絡的協同學習算法，并與鑒別器進行聯合優化。這種方法有效地緩解了KGC任務的數據異構性和語義復雜性問題。在三個真實世界數據集上的廣泛實驗已經證明了我們在KGC任務上的方法的有效性。

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【導讀】國際萬維網大會（The Web Conference，簡稱WWW會議）是由國際萬維網會議委員會發起主辦的國際頂級學術會議，創辦于1994年，每年舉辦一屆，是CCF-A類會議。WWW 2020將于2020年4月20日至4月24日在中國臺灣臺北舉行。由于疫情影響，這次會議在線上舉行，本屆會議共收到了1129篇長文投稿，錄用217篇長文，錄用率為19.2%。近期，隨著會議的臨近，有很多paper放出來，小編發現這次WWW 2020被圖神經網絡攻占，占比非常大，可見其火爆程度。這期小編繼續為大家奉上WWW 2020五篇GNN相關論文供參考——圖注意力主題模型、超圖學習、圖神經網絡Hash、多視角圖聚類、Graph Pooling。

WWW2020GNN_Part2、WWW2020GNN_Part1、AAAI2020GNN、ACMMM2019GNN、CIKM2019GNN、ICLR2020GNN、EMNLP2019GNN、ICCV2019GNN_Part2、ICCV2019GNN_Part1、NIPS2019GNN、IJCAI2019GNN_Part1、IJCAI2019GNN_Part2、KDD2019GNN、ACL2019GNN、CVPR2019GNN、ICML2019GNN

1. Graph Attention Topic Modeling Network

作者：Liang Yang, Fan Wu, Junhua Gu, Chuan Wang, Xiaochun Cao, Di Jin, and Yuanfang Guo

摘要：現有的主題模型（topic modeling）方法存在一些問題，包括概率潛在語義索引模型(Probablistic Latent Semantic Indexing，PLSI)過擬合問題、隱狄利克雷分配(Latent Dirichlet Allocation，LDA)模型不能能捕捉主題間豐富的主題相關性與推理復雜度高等問題。本文提出了一種新的方法來克服pLSI的過擬合問題，用嵌入單詞的平攤推理（amortized inference）作為輸入，代替LDA中的狄利克雷先驗。對于生成性主題模型，大量的自由隱變量是過擬合的根源。為了減少參數個數，平攤推理用一個具有共享（平攤）可學習參數的函數代替了對隱變量的推理。共享參數的數量是固定的，并且與語料庫的規模無關。為了克服平攤推理在獨立同分布(I.I.D)數據中應用的局限性，根據以下兩個觀察結果，我們提出了一種新的圖神經網絡--圖注意力主題網絡(GATON)，用于對非I.I.D文檔的主題結構進行建模。首先，pLSI可以解釋為特定二分圖上的隨機塊模型(SBM)。其次，圖注意力網絡(GAT)可以解釋為SBM的半平攤推理（semi-amortized inference），它放寬了I.I.D數據的vanilla 平攤推理假設。GATON提供了一種新穎的基于圖卷積運算的方案，去聚合單詞相似度和單詞共現結構。具體地說，詞袋文檔表示被建模為二分圖拓撲。同時，將捕獲詞相似性的詞嵌入建模為詞節點的屬性，并采用詞頻向量作為文檔節點的屬性。基于加權（注意力）圖卷積操作，詞共現結構和詞相似度模式被無縫地集成在一起進行主題識別。大量實驗表明，GATON在主題識別方面的有效性不僅有利于文檔分類，而且能顯著細化輸入詞的嵌入。

網址：//yangliang.github.io/pdf/www20.pdf

2. How Much and When Do We Need Higher-order Information in Hypergraphs? A Case Study on Hyperedge Prediction

作者：Se-eun Yoon, Hyungseok Song, Kijung Shin, and Yung Yi

摘要：超圖提供了一種自然的表示組群關系的方法，其復雜性促使大量先前的工作采用某種形式抽象和簡化高階交互。然而，以下問題尚未得到解決：在解決超圖任務時，組群間交互的抽象程度需要多大？這些結果在不同的數據集中會有多大的不同？如果這個問題可以回答，將為如何在解決下游任務的復雜性和準確性之間權衡提供有用的工程指南。為此，我們提出了一種使用n投影圖（ n-projected graph ）的概念遞增表示群組交互的方法，該圖的累積量包含多達n種交互作用的信息，并隨著各種數據集的增長，量化解決任務的準確性。作為下游任務，我們考慮超邊預測，它是連接預測的擴展，是評估圖模型的典型任務。通過在15個真實數據集上的實驗，我們得出了以下信息：（a）收益遞減：較小地n足以獲得與接近完美近似值相當的精度，（b）疑難解答：隨著任務的挑戰性越來越大，n帶來了更多好處，（c）不可約性：當成對抽象化時，其成對交互并不能充分說明高階交互的數據集將失去很多準確性。

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3. Learning to Hash with Graph Neural Networks for Recommender Systems

作者：Qiaoyu Tan, Ninghao Liu, Xing Zhao, Hongxia Yang, Jingren Zhou, and Xia Hu

摘要：工業推薦系統一般包括兩個階段：召回和排名。召回是指從海量的項目語料庫中高效地識別出數百個用戶可能感興趣的候選項目，而排名的目標是使用復雜的排名模型輸出精確的排名列表。近年來，圖表示學習在支持大規模高質量候選搜索方面受到了廣泛關注。盡管它在用戶-項目交互網絡中學習對象的嵌入向量方面是有效的，但在連續嵌入空間中推斷用戶偏好的計算代價是巨大的。在這項工作中，我們研究了基于圖神經網絡(GNNs)的哈希高質量檢索問題，并提出了一種簡單而有效的離散表示學習框架來聯合學習連續與離散編碼。具體地說，提出了一種基于GNN的深度哈希算法(HashGNN)，它由兩部分組成，一個是用于學習節點表示的GNN編碼器，另一個是用于將表示編碼為哈希碼的哈希層。整個框架通過聯合優化以下兩個損失進行端到端的訓練，即通過重建觀察到的連接而產生的重建損失，以及通過保留哈希碼的相對順序產生的排序損失。我們還提出了一種基于直通估計器（straight through estimator ，STE）指導的離散優化策略。其主要思想是在連續嵌入指導下避免STE的反向傳播中的梯度放大，在這種情況下，我們從學習一個更容易模仿連續嵌入的更簡單的網絡開始，并使其在訓練過程中發展直至最終返回STE。在三個公開可用數據集和一個真實的阿里巴巴公司數據集的綜合實驗表明，我們的模型不僅可以達到連續模型的性能，而且在推理過程中運行速度快了好幾倍。

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4. One2Multi Graph Autoencoder for Multi-view Graph Clustering

作者：Shaohua Fan, Xiao Wang, Chuan Shi, Emiao Lu, Ken Lin, and Bai Wang

摘要：多視圖圖聚類（Multi-view graph clustering）近年來受到了相當大的關注，它是一種尋找具有多個視圖的圖的分割方法，通常提供更全面但更復雜的信息。雖然多視圖圖聚類已經做了一些努力并取得了較好的效果，但大多數都是采用淺層模型來處理多視圖間的復雜關系，這可能會嚴重限制多視圖的圖信息建模能力。本文首次嘗試將深度學習技術應用于屬性多視圖圖聚類，提出了一種新的任務導向的One2Multi圖自編碼器聚類框架。One2Multi圖自編碼器能夠通過使用一個信息豐富的圖形視圖和內容數據來重建多個圖形視圖來學習節點嵌入。因此，可以很好地捕捉多個圖的共享特征表示。在此基礎上，我們還提出了一種自訓練聚類目標，以迭代地改善聚類結果。通過將自訓練和自編碼器重構集成到一個統一的框架中，我們的模型可以聯合優化適用于圖聚類的簇標簽分配和嵌入。在真實屬性多視圖圖數據集上的實驗很好地驗證了該模型的有效性。

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5. Structure-Feature based Graph Self-adaptive Pooling

作者：Liang Zhang, Xudong Wang, Hongsheng Li, Guangming Zhu, Peiyi Shen, Ping Li, Xiaoyuan Lu, Syed Afaq Ali Shah, and Mohammed Bennamoun

摘要：近年來，人們提出了各種處理圖數據的方法。然而，這些方法大多側重于圖的特征聚合，而不是圖的池化。此外，現有的top-k選擇圖池化方法存在一些問題。首先，在構建池化圖拓撲時，現有的top-k選擇方法只從單一的角度評價節點的重要性，這是簡單化和不客觀的。其次，未選中節點的特征信息在池化過程中直接丟失，必然導致大量的圖特征信息丟失。為了解決上述問題，我們提出了一種新穎的圖自適應池化方法，目標如下：(1)為了構造合理的池化圖拓撲，同時考慮了圖的結構信息和特征信息，增加了節點選擇的準確性和客觀性；(2)為了使池化的節點包含足夠有效的圖信息，在丟棄不重要的節點之前，先聚合節點特征信息；因此，所選擇的節點包含來自鄰居節點的信息，這可以增強未選擇節點的特征的使用。在四個不同的數據集上的實驗結果表明，我們的方法在圖分類中是有效的，并且優于最新的圖池化方法。

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作者：Jiaming Shen, Zhihong Shen, Chenyan Xiong, Chi Wang, Kuansan Wang, Jiawei Han

摘要：本體結構（Taxonomies）由機器可解釋的語義組成，并為許多Web應用程序提供有價值的知識。例如，在線零售商(亞馬遜和eBay)使用本體結構進行產品推薦，而網絡搜索引擎(Google和Bing)利用本體結構來增強查詢理解。當前我們在人工或半自動地構建本體結構方面已經做出了巨大的努力。然而，隨著網絡內容數量的快速增長，現有的本體結構無法捕捉到新興的知識。因此，在許多應用程序中，十分需要對現有本體結構進行動態擴展。在本文中，我們研究了如何通過添加一組新的概念來擴展現有的本體結構。我們提出了一種新的自監督框架TaxoExpanTM，該框架從已有的本體結構中自動生成一組 ?query concept, anchor concept ? 對作為訓練數據。使用這樣的自監督數據，TaxoExpanTM學習一個模型來預測query concept是否是 anchor concept的直接下義詞。我們在TaxoExspan中提出了兩種創新技術：(1)位置增強型圖形神經網絡，它編碼現有本體結構中anchor concept的局部結構；2）噪聲魯棒性訓練目標，使學習的模型能夠對自監控數據中的標簽噪聲不敏感。在來自不同領域的三個大規模數據集上的廣泛實驗證明了TaxoExspan在分類系統擴展方面的有效性和高效性。

【導讀】國際萬維網大會（The Web Conference，簡稱WWW會議）是由國際萬維網會議委員會發起主辦的國際頂級學術會議，創辦于1994年，每年舉辦一屆，是CCF-A類會議。WWW 2020將于2020年4月20日至4月24日在中國臺灣臺北舉行。本屆會議共收到了1129篇長文投稿，錄用217篇長文，錄用率為19.2%。上周專知小編提前整理了WWW 2020圖神經網絡(GNN)比較有意思的的論文，這期小編繼續為大家奉上WWW 2020推薦相關論文供參考！ WWW2020GNN

1. Correcting for Selection Bias in Learning-to-rank Systems

作者：Zohreh Ovaisi, Ragib Ahsan, Yifan Zhang, Kathryn Vasilaky and Elena Zheleva

摘要：現代推薦系統收集到的點擊數據是用來訓練學習排名(LTR)系統的觀察數據的重要來源。然而，這些點擊數據會受到許多偏差（bias）的影響，這些偏差可能會導致LTR系統的性能變差。在此類系統中，最近的偏差校正（bias correction）方法主要集中在位置偏差上，即雖然不是用戶查詢最相關的，但排名較高的結果（例如，頂級搜索引擎結果）更可能被點擊。由于所點擊的文檔反映了什么文檔首先向用戶展示，因此大部分方法對校正選擇偏差的關注較少。在本文中，我們提出了新的方法，這些方法可以適應Heckman的兩階段方法，并考慮LTR系統中的選擇偏差和位置偏差。我們的實驗評估表明，與現有的無偏LTR算法相比，我們提出的方法對噪聲的魯棒性更高，并且具有更好的準確性，尤其是在存在中度偏差到無位置偏差的情況下。

網址： //arxiv.org/abs/2001.11358

2. Efficient Neural Interaction Function Search for Collaborative Filtering

作者：Quanming Yao, Xiangning Chen, James T. Kwok, Yong Li and Cho-Jui Hsieh

摘要：在協同過濾(CF)中，交互函數(IFC)扮演著捕獲項目和用戶之間交互的重要角色。最流行的交互函數(IFC)是內積，它已經成功地應用于低階矩陣分解。然而，現實世界應用中的交互可能非常復雜。因此，可以提供更好性能的操作(例如：串聯和級聯)被提出。然而，現有的IFC仍然很難在不同的應用場景中保持一致的良好性能。受AutoML的啟發，本文提出在CF中尋找簡單神經交互函數(SIF)。通過對現有CF方法的研究和推廣，設計了一種具有表現力的SIF搜索空間，并將其表示為結構化的多層感知機。我們提出了一種one-shot搜索算法，可以同時更新體系結構和學習參數。 實驗結果表明，所提出的方法比流行的AutoML方法效率更高，比最新的CF方法可以獲得更好的預測性能，并且可以針對不同的數據集和任務發現不同的IFC。

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3. Influence Function based Data Poisoning Attacks to Top-N Recommender Systems

作者：Minghong Fang, Neil Zhenqiang Gong and Jia Liu

摘要：推薦系統是Web服務中吸引用戶的重要組成部分。流行的推薦系統使用大量眾包用戶-項目交互數據(例如評級得分)對用戶偏好和項目屬性進行建模；然后，將與用戶偏好最匹配的前N個項目推薦給用戶。在這項工作中，我們展示了攻擊者可以通過向虛假用戶注入精心制作的用戶-項目交互數據，對推薦系統發起數據中毒攻擊，從而按照攻擊者的意愿進行推薦。具體地說，攻擊者可以誘導推薦系統向盡可能多的普通用戶推薦目標項目。我們關注已經在行業中得到了廣泛的應用的基于矩陣分解的推薦系統。給定攻擊者可以注入的虛假用戶數量，我們將虛假用戶評分的制定過程描述為一個優化問題。但是，該優化問題是一個非凸整數規劃問題，求解起來很有挑戰性。為了解決這一挑戰，我們開發了幾種技術來近似解決優化問題。例如，我們利用影響函數（influence function）來選擇對推薦有影響力的普通用戶子集，并基于這些有影響力的用戶來解決我們制定的優化問題。實驗結果表明，我們的攻擊是有效的，并且優于現有的方法。

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4. Learning Multi-granular Quantized Embeddings for Large-Vocab Categorical Features in Recommender Systems

作者：Wang-Cheng Kang,Derek Zhiyuan Cheng, Ting Chen, Xinyang Yi, Dong Lin, Lichan Hong and Ed H. Chi

摘要：推薦系統模型通常通過嵌入來表示像用戶、項目和分類特征這類的稀疏特征。標準方法是將每個唯一的特征值映射為嵌入向量。所產生的嵌入表的大小隨著詞匯表的大小線性增長。因此，大詞匯量不可避免地會導致巨大的嵌入表，從而產生兩個嚴重的問題：(I)使服務于資源緊張環境中的模型變得難以處理；（ii）造成過擬合的問題。在本文中，我們致力于學習用于推薦系統（recsys）中大型詞匯稀疏特征的高度簡潔的嵌入。首先，我們證明了新的可微積量化( Differentiable Product Quantization，DPQ)方法可以推廣到Recsys問題。此外，為了更好地處理Recsys中常見的冪律數據分布，我們提出了一種多粒度量化嵌入(MGQE)技術，該技術對不頻繁的項目學習更簡單的嵌入。我們嘗試以簡單的模型規模為提高推薦性能提供一個新的角度。在三個推薦任務和兩個數據集上的大量實驗表明，我們可以用原始模型規模的20%的模型獲得與原模型相當甚至更好的性能。

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5. Beyond Clicks: Modeling Multi-Relational Item Graph for Session-Based Target Behavior Prediction

作者：Wen Wang, Wei Zhang, Shukai Liu, Bo Zhang, Leyu Lin and Hongyuan Zha

摘要：基于會話的目標行為預測旨在預測要與特定行為類型（例如，點擊）進行交互的下一個項目。雖然現有的基于會話的行為預測方法利用強大的表示學習方法來編碼項目在低維空間中的順序相關性，但是它們受到一些限制。首先，它們側重于只利用同一類型的用戶行為進行預測，而忽略了將其他行為數據作為輔助信息的潛力。當目標行為稀疏但很重要(例如，購買或共享物品)時，這一點尤為重要。其次，項目到項目的關系是在一個行為序列中單獨和局部建模的，缺乏一種規定的方法來更有效地全局編碼這些關系。為了克服這些局限性，我們提出了一種新的基于會話的目標行為預測的多關系圖神經網絡模型MGNN-SPred。具體地說，我們基于來自所有會話的所有行為序列(涉及目標行為類型和輔助行為類型)構建多關系項目圖(Multi-Relational Item Graph，MRIG)。在MRIG的基礎上，MGNN-SPred學習全局項目與項目之間的關系，進而獲得用戶偏好。即分別為當前目標行為序列和輔助行為序列。最后，MGNN-SPred利用門控機制自適應地融合用戶表示，以預測與目標行為交互的下一項目。在兩個真實數據集上的廣泛實驗證明了MGNN-SPred與最新的基于會話的預測方法相比的優越性，驗證了利用輔助行為和基于MRIG學習項目到項目關系的優點。

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6. Towards Detection of Subjective Bias using Contextualized Word Embeddings

作者：Tanvi Dadu, Kartikey Pant and Radhika Mamidi

摘要：主觀偏見檢測（Subjective bias detection）對于宣傳檢測、內容推薦、情感分析和偏見消除等應用至關重要。這種偏見是在自然語言中通過煽動性的詞語和短語引入的，使人對事實產生懷疑，并預設事實。在這項工作中，我們在維基中立性語料庫(WNC)上使用基于BERT的模型進行了全面的主觀偏見檢測實驗。數據集為36萬個來自維基百科并刪除了各種偏見的標記實例組成。我們進一步提出了基于BERT的集成，其性能優于BERT_large之類的最新方法5.6 F1 score。

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1、Graph Convolutional Networks using Heat Kernel for Semi-supervised Learning

作者：Bingbing Xu , Huawei Shen , Qi Cao , Keting Cen and Xueqi Cheng;

摘要：圖卷積網絡在圖結構數據的半監督學習中取得了顯著的成功。基于圖的半監督學習的關鍵是捕捉由圖結構施加于節點上的標簽或特征的平滑性。以往的方法，包括spectral方法和spatial方法，都致力于將圖卷積定義為相鄰節點上的加權平均，然后學習圖卷積核，利用平滑度來提高基于圖的半監督學習的性能。一個開放的挑戰是如何確定合適的鄰域來反映圖結構中表現出來的平滑相關信息。在本文中，我們提出了GraphHeat，利用heat kernel來增強低頻濾波器，并在圖上的信號變化中增強平滑性。GraphHeat利用熱擴散下目標節點的局部結構靈活地確定其相鄰節點，而不受先前方法所受的順序約束。GraphHeat在三個基準數據集(Cora、Citeseer和Pubmed)上實現了基于圖的半監督分類，并取得了最先進的結果。

網址：//www.ijcai.org/proceedings/2019/0267.pdf

2、Graph WaveNet for Deep Spatial-Temporal Graph Modeling

作者：Zonghan Wu , Shirui Pan , Guodong Long, Jing Jiang, Chengqi Zhang;

摘要：時空圖（Spatial-temporal graph）建模是分析系統中各組成部分的空間關系和時間趨勢的一項重要工作。假設實體之間的底層關系是預先確定的，現有的方法主要捕獲固定圖結構上的空間依賴關系。但是，顯式圖形結構（關系）不一定反映真實的依賴關系，并且由于數據中的不完整連接可能會丟失真正的關系。此外，現有的方法無法捕捉時間趨勢，因為這些方法中使用的RNNs或CNNs不能捕捉long-range的時間序列。為了克服這些局限性，本文提出了一種新的圖神經網絡結構—Graph WaveNet，用于時空圖的建模。通過開發一種新的自適應依賴矩陣，并通過節點嵌入學習，該模型可以精確地捕捉數據中隱藏的空間依賴關系。利用stacked dilated一維卷積分量，其接收域隨著層數的增加呈指數增長，Graph WaveNet能夠處理非常長的序列。這兩個組件無縫集成在一個統一的框架中，整個框架以端到端方式學習。在METR-LA和PEMS-BAY這兩個公共交通網絡數據集上的實驗結果表明，該算法具有優越的性能。

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3、Hierarchical Graph Convolutional Networks for Semi-supervised Node Classification

作者：Fenyu Hu, Yanqiao Zhu, Shu Wu, Liang Wang and Tieniu Tan;

摘要：圖卷積網絡(GCNs)已成功地應用于網絡挖掘的節點分類任務中。然而，這些基于鄰域聚合的模型大多比較淺顯，缺乏“graph pooling”機制，無法獲得足夠的全局信息。為了增加感受野，我們提出了一種新的深度層次圖卷積網絡（H-GCN）用于半監督節點分類。H-GCN首先重復地將結構相似的節點聚合到超節點，然后將粗糙的圖細化為原始圖，以恢復每個節點的表示形式。該粗糙化方法不只是簡單地聚合一個或兩個hop的鄰域信息，而是擴展了每個節點的接受域，從而獲得更多的全局信息。提出的H-GCN模型在各種公共基準圖數據集上表現出較強的經驗性能，性能優于目前最先進的方法，在精度方面獲得了高達5.9%的性能提升。此外，當只提供少量帶標簽的樣本時，我們的模型得到了實質性的改進。

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4、AddGraph: Anomaly Detection in Dynamic Graph Using Attention-based Temporal GCN

作者：Li Zheng, Zhenpeng Li, Jian Li, Zhao Li and Jun Gao;

摘要：動態圖中的異常檢測在許多不同的應用場景中都是非常關鍵的，例如推薦系統，但由于異常的高靈活性和缺乏足夠的標記數據，也帶來了巨大的挑戰。在學習異常模式時，最好考慮所有可能的提示，包括結構、內容和時間特征，而不是對部分特征使用啟發式規則。在本文中，我們提出了AddGraph，一個使用extended temporal GCN（Graph Convolutional Network，圖卷積網絡）和注意力模型的端到端異常邊緣檢測框架，它可以同時捕獲動態圖中的長期模式和短期模式。為了解決顯式標注數據不足的問題，我們采用了選擇性負采樣和邊際損失的方法，對AddGraph進行半監督訓練。我們在實際數據集上進行了大量的實驗，并證明了AddGraph在異常檢測方面可以明顯優于最先進的方法。

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5、Dual Self-Paced Graph Convolutional Network: Towards Reducing Attribute Distortions Induced by Topology

作者：Liang Yang, Zhiyang Chen, Junhua Gu and Yuanfang Guo;

摘要：基于圖卷積神經網絡(GCNNs)的半監督節點分類的成功，歸功于其拓撲上的特征平滑(傳播)。然而，利用拓撲信息可能會干擾特征。這種失真將導致節點的一定量的錯誤分類，這可以僅用特征正確地預測。通過分析邊緣在特征傳播中的影響，連接具有相似特征的兩個節點的簡單邊緣應該在訓練過程中優先于根據curriculum learning的復雜邊緣。為了在充分挖掘屬性信息潛力的同時減少拓撲結構引起的失真，我們提出了Dual Self-Paced圖卷積網絡(DSP-GCN)。具體來說，在節點級self-paced learning中，將具有可信預測標簽的無標簽節點逐步添加到訓練集中，而在邊緣級self-paced learning中，在訓練過程中，將邊緣從簡單的邊緣逐漸添加到復雜的邊緣到圖中。這兩種學習策略通過對邊緣和無標簽節點的選擇進行耦合，實現了相互增強。在多個實際網絡上進行了transductive半監督節點分類的實驗結果表明，我們提出的DSP-GCN在僅使用一個圖卷積層的情況下，成功地減少了拓撲引起的特征失真，同時具有較好的性能。

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6、Masked Graph Convolutional Network

作者：Liang Yang, Fan Wu, Yingkui Wang, Junhua Gu and Yuanfang Guo;

摘要：半監督分類是機器學習領域中處理結構化和非結構化數據的一項基本技術。傳統的基于特征圖的半監督分類方法在通常由數據特征構造的圖上傳播標簽，而圖卷積神經網絡在真實圖拓撲上平滑節點屬性，即傳播特征。本文從傳播的角度對其進行了解釋，并將其分為基于對稱傳播和基于非對稱傳播的方法。從傳播的角度看，傳統的方法和基于網絡的方法都是在圖上傳播特定的對象。然而，與標簽傳播不同的是，直覺上“連接的數據樣本在特征方面趨于相似”，在特征傳播中僅部分有效。因此，提出了一種masked圖卷積網絡（Masked GCN），它只是根據一個masking indicator將一部分特征傳播給鄰居，這是通過聯合考慮局部鄰域中的特征分布和對對分類結果的影響而為每個節點學習的。在傳transductive和inductive節點分類任務上的大量實驗證明了該方法的優越性。

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7、Learning Image-Specific Attributes by Hyperbolic Neighborhood Graph Propagation

作者：Xiaofeng Xu, Ivor W. Tsang, Xiaofeng Cao, Ruiheng Zhang and Chuancai Liu;

摘要：特征作為視覺目標描述的一種語義表示，在各種計算機視覺任務中得到了廣泛的應用。在現有的基于特征的研究中，通常采用類特定特征(class-specific attributes, CSA)，這是類級別的標注，由于其對每個類的標注成本較低，而不是對每個單獨的圖像進行標注。然而，由于標注錯誤和單個圖像的多樣性，class-specific的特征通常是有噪聲的。因此，我們希望從原始的class-specific特征中獲得特定于圖像的特征(image-specific，ISA)，即image level標注。在本文中，我們提出了通過基于圖的特征傳播來學習image-specific的特征。考慮到雙曲幾何的內在屬性，其距離呈指數擴展，構造雙曲線鄰域圖（HNG）來表征樣本之間的關系。基于HNG，我們定義了每個樣本的鄰域一致性，以識別不一致的樣本。然后，根據HNG中不一致的樣本的鄰居對其進行細化。在5個基準數據集上的大量實驗表明，在zero-shot目標分類任務中，學習的image-specific的特征明顯優于原始的class-specific的特征。

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