GraphSB: Boosting Imbalanced Node Classification on Graphs through Structural Balance
Chaofan Zhu, Xiaobing Rui, Zhixiao Wang
不平衡的节点分类是图形学习中的一个关键挑战,大多数现有方法通常使用图形神经网络(GNN)来学习节点表示。 这些方法可以大致分为数据级和算法级。 前者旨在合成少数类节点,以减轻数量失衡,而后者则试图优化学习过程以突出少数群体类。 然而,这两个类别都没有解决固有的不平衡图形结构,这是导致GNN中多数类主导地位和少数类同化的基本因素。 我们的理论分析进一步支持了这种批判性的见解。 因此,我们提出了GraphSB(图形结构平衡),这是一个新颖的框架,将结构平衡作为解决节点合成之前底层不平衡的图形结构的关键策略。 结构平衡执行两级结构优化:结构增强,自适应地构建基于相似性的边缘,以加强少数类节点的连接,以及捕获高阶依赖关系的关系扩散,同时放大来自少数类的信号。 因此,GraphSB平衡了节点合成前的结构分布,从而在GNN中实现了更有效的学习。 广泛的实验证明GraphSB明显优于最先进的方法。 更重要的是,拟议的结构平衡可以无缝集成到最先进的方法中,作为一个简单的即插即用模块,将其准确度平均提高3.67%。
Imbalanced node classification is a critical challenge in graph learning, where most existing methods typically utilize Graph Neural Networks (GNNs) to learn node representations. These methods can be broadly categorized into the data-level and the algorithm-level. The former aims to synthesize minority-class nodes to mitigate quantity imbalance, while the latter tries to optimize the learning process to highlight minority classes. However, neither category addresses the inherently imbalanced gr...