Pytorch+PyG实现GIN过程示例详解

 更新时间:2023年04月21日 09:57:03   作者:实力  
这篇文章主要为大家介绍了Pytorch+PyG实现GIN过程示例详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪

GIN简介

GIN(Graph Isomorphism Network)是一类基于图同构的神经网络。在传统的神经网络中,每个节点的特征只依赖于其自身特征,但在图数据中,节点的特征还与其邻居节点有关系。GIN网络通过定义可重复均值池化运算来学习节点及其邻居的特征表示,并使用多层感知器(MLP)作为逐层转换函数进行特征提取。

实现步骤

数据准备

这里我们仍然选用Cora数据集作为示例数据。由于GIN采用基于点、简单且无参数的邻域聚合方式,因此不需要额外对数据做处理,直接使用即可。

import torch.nn.functional as F
from torch_geometric.datasets import Planetoid
from torch_geometric.utils import from_networkx, to_networkx
# 加载Cora数据集
dataset = Planetoid(root='./cora', name='Cora')
data = dataset[0]
# 将nx.Graph形式的图转换成PyG需要的格式
graph = to_networkx(data)
data = from_networkx(graph)
# 获取节点数量和特征向量维度
num_nodes = data.num_nodes
num_features = dataset.num_features
num_classes = dataset.num_classes
# 建立需要训练的节点分割数据集
data.train_mask = torch.zeros(num_nodes, dtype=torch.bool)
data.val_mask = torch.zeros(num_nodes, dtype=torch.bool)
data.test_mask = torch.zeros(num_nodes, dtype=torch.bool)
data.train_mask[:num_nodes - 1000] = True
data.test_mask[-1000:] = True
data.val_mask[num_nodes - 2000: num_nodes - 1000] = True

实现模型

接下来,我们需要定义GIN模型。

from torch_geometric.nn import global_mean_pool
class GIN(torch.nn.Module):
    def __init__(self, hidden_dim, num_layers):
        super(GIN, self).__init__()
        self.conv1 = GINConv(mlp=nn.Sequential(nn.Linear(num_features, hidden_dim),
                                                nn.ReLU(),
                                                nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim)))
        self.convs = nn.ModuleList()
        for _ in range(num_layers - 1):
            self.convs.append(GINConv(mlp=nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim),
                                                        nn.ReLU(),
                                                        nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim))))
        self.classify = nn.Sequential(nn.Linear(hidden_dim, num_classes))
    def forward(self, data):
        x, edge_index, batch = data.x, data.edge_index, data.batch
        x = F.relu(self.conv1(x, edge_index))
        for conv in self.convs:
            x = F.relu(conv(x, edge_index))
        out = global_mean_pool(x, batch)
        return self.classify(out)

在上述代码中,我们实现了多层GIN的“可重复均值池化”结构,并使用MLP作为转换函数进行多层特征提取。

模型训练

定义好模型后,可以开始针对Cora数据集进行模型训练了。训练模型前先设置好优化器和损失函数,并指定训练周期及其过程中需要记录输出信息的参数。

from torch_geometric.nn import GINConv, global_add_pool
# 初始化GIN并指定参数
num_layers = 5
hidden_dim = 1024
model = GIN(hidden_dim=hidden_dim, num_layers=num_layers).to(device)
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001, weight_decay=1e-06)
loss_func = nn.CrossEntropyLoss()
# 开始训练
for epoch in range(100):
    model.train()
    optimizer.zero_grad()
    pred = model(train_data)
    loss = loss_func(pred[train_mask], train_labels)
    loss.backward()
    optimizer.step()
    # 在各个测试阶段检测一下准确率
    with torch.no_grad():
        model.eval()
        pred = model(test_data)
        test_loss = loss_func(pred[test_mask], test_labels).item()
        pred = pred.argmax(dim=-1, keepdim=True)
        correct = float(pred[test_mask].eq(test_labels.view(-1, 1)[test_mask]).sum().item())
        acc = correct / test_mask.sum().item()
        if epoch % 10 == 0:
            print("Epoch {:03d}, Train Loss {:.4f}, Test Loss {:.4f}, Test Acc {:.4f}".format(
                epoch, loss.item(), test_loss, acc))

以上就是Pytorch+PyG实现GIN过程示例详解的详细内容,更多关于Pytorch PyG实现GIN的资料请关注脚本之家其它相关文章!

相关文章

  • python中的decode()与encode()深入理解

    python中的decode()与encode()深入理解

    这篇文章主要介绍了python中的decode()与encode()函数详解,本文通过实例代码给大家讲解的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2022-12-12
  • Python迭代器模块itertools使用原理解析

    Python迭代器模块itertools使用原理解析

    这篇文章主要介绍了Python迭代器模块itertools使用原理解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-12-12
  • 老生常谈python字典用法

    老生常谈python字典用法

    python 创建字典可以使用 dict 函数,或者使用花括号,用花括号的方式更为常见。本文给大家介绍python字典用法,感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧
    2021-12-12
  • 使用Flask和Django中解决跨域请求问题

    使用Flask和Django中解决跨域请求问题

    这篇文章主要介绍了使用Flask和Django中解决跨域请求问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2021-04-04
  • django一对多模型以及如何在前端实现详解

    django一对多模型以及如何在前端实现详解

    这篇文章主要介绍了django一对多模型以及如何在前端实现详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-07-07
  • PyCharm:method may be static问题及解决

    PyCharm:method may be static问题及解决

    这篇文章主要介绍了PyCharm:method may be static问题及解决方案,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2022-07-07
  • Python两个内置函数 locals 和globals(学习笔记)

    Python两个内置函数 locals 和globals(学习笔记)

    这篇文章主要介绍了Python两个内置函数 locals 和globals(学习笔记),需要的朋友可以参考下
    2016-08-08
  • django框架实现模板中获取request 的各种信息示例

    django框架实现模板中获取request 的各种信息示例

    这篇文章主要介绍了django框架实现模板中获取request 的各种信息,结合实例形式分析了Django框架模板直接获取request信息的相关配置与操作技巧,需要的朋友可以参考下
    2019-07-07
  • 教你用Python写一个水果忍者小游戏

    教你用Python写一个水果忍者小游戏

    水果忍者游戏,又称切水果游戏,玩法简单,水果忍者游戏在儿童中很受欢迎,下面这篇文章主要给大家介绍了关于如何利用Python写一个水果忍者小游戏的相关资料,需要的朋友可以参考下
    2022-03-03
  • python实现腾讯滑块验证码识别

    python实现腾讯滑块验证码识别

    这篇文章主要介绍了python如何实现腾讯滑块验证码识别,帮助大家更好的理解和学习使用python,感兴趣的朋友可以了解下
    2021-04-04

最新评论