GCN中的拉普拉斯矩陣如何歸一化?

時間 2021-06-03 08:32:50

1樓:

如果我們僅僅關注,可以理解其作用:對節點的一階鄰居資訊的加權彙總聚合,權重與節點的度成反比

鄰接矩陣 鄰接矩陣, 表示節點和節點之間是相互連線,如果鄰接矩陣中加入自環,即, 矩陣形式表示為, 單位矩陣

度矩陣 度矩陣為對角矩陣,在矩陣的對角線上取值為,其他區域取值為0,同理,在鄰接矩陣包含自環的情況下,

對於節點,如果要利用來匯聚其鄰居的資訊,推導過程如下:

首先,根據上式從左向右進行矩陣相乘,對於節點, 生成的矩陣的第行,第列的元素取值:

由於度矩陣中僅對角線上存在非零取值,當且僅當有值,可以簡化成上式;

根據上述矩陣相乘過程得到的矩陣的元素, 再次利用矩陣和 相乘:

由於度矩陣中僅對角線上存在非零取值,當且僅當有值,可以簡化成上式;其中矩陣可以表述為:

即,鄰接矩陣被加權了,節點和節點的權重分別與各自的度成反比,度越大,兩個節點之間的權重越小;

有了上述結果,得到矩陣, 為最終的資訊聚合過程,假設,即各個節點的維度為,那麼,對於節點能夠聚合的資訊為:

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