假期快要到了，本次给大家赠送5本人工智能领域的技术书籍，这次赠送的书籍是《图神经网络基础与前沿》。

这是一本什么样的书

图神经网络是近两年学术界的热点，在顶级会议上的文章越来越多。目前图像，语音，文本等数据已经可以很好地用卷积神经网络等技术处理，在人脸算法，语音助手，机器翻译等领域取得了广泛落地。然而对于描述关系的图数据，传统的卷积神经网络等技术无法直接使用，而这在诸如社交网络，电子购物等场景中有巨大需求。

本书内容与作者

本书作者马腾飞，IBM全球研究院总部研究员，东京大学博士，研究方向为机器学习、自然语言处理等。近期的研究集中在图神经网络及其在医疗、生化、金融等领域的应用。在ICLR、NeurIPS、AAAI等人工智能国际顶级会议上发表论文30多篇，并与他人合作，在AAAI、KDD等会议上多次讲授图神经网络的前沿专题。

这是一本比较紧凑的书，介绍了许多图神经网络的新内容，书中加入了很多近一两年的新工作，力图向读者展现这个领域的最新研究进展。

全书包含8个章节，为彩色印刷。

第 1 章 当深度学习遇上图：图神经网络的兴起 1

1．1 什么是图1
1．2 深度学习与图 2
1．2．1 图数据的特殊性质 3
1．2．2 将深度学习扩展到图上的挑战 4
1．3 图神经网络的发展 5
1．3．1 图神经网络的历史 5
1．3．2 图神经网络的分类 7
1．4 图神经网络的应用 8
1．4．1 图数据上的任务 8
1．4．2 图神经网络的应用领域 8
1．5 小结 11
第 2 章 预备知识 13
2．1 图的基本概念 13
2．2 简易图谱论 15
2．2．1 拉普拉斯矩阵 16
2．2．2 拉普拉斯二次型 17
2．2．3 拉普拉斯矩阵与图扩散 18
2．2．4 图论傅里叶变换 19
2．3 小结 20
第 3 章 图神经网络模型介绍 21
3．1 基于谱域的图神经网络 21
3．1．1 谱图卷积网络 21
3．1．2 切比雪夫网络 24
3．1．3 图卷积网络 25
3．1．4 谱域图神经网络的局限和发展 27
3．2 基于空域的图神经网络 28
3．2．1 早期的图神经网络与循环图神经网络 28
3．2．2 再谈图卷积网络 29
3．2．3 GraphSAGE：归纳式图表示学习 31
3．2．4 消息传递神经网络 34
3．2．5 图注意力网络 37
3．2．6 图同构网络：Weisfeiler-Lehman 测试与图神经网络的表达力 39
3．3 小试牛刀：图卷积网络实战 42
3．4 小结 46
第 4 章 深入理解图卷积网络 47
4．1 图卷积与拉普拉斯平滑：图卷积网络的过平滑问题 47
4．2 图卷积网络与个性化 PageRank 50
4．3 图卷积网络与低通滤波 52
4．3．1 图卷积网络的低通滤波效果 52
4．3．2 图滤波神经网络 54
4．3．3 简化图卷积网络 55
4．4 小结 56
第 5 章 图神经网络模型的扩展 57
5．1 深层图卷积网络 57
5．1．1 残差连接 58
5．1．2 JK-Net 60
5．1．3 DropEdge 与 PairNorm 60
5．2 图的池化 61
5．2．1 聚类与池化 62
5．2．2 可学习的池化：DiffPool 63
5．2．3 Top-k 池化和 SAGPool 65
5．3 图的无监督学习 67
5．3．1 图的自编码器 67
5．3．2 最大互信息 70
5．3．3 其他 72
5．3．4 图神经网络的预训练 72
5．4 图神经网络的大规模学习 74
5．4．1 点采样 75
5．4．2 层采样 76
5．4．3 图采样 78
5．5 不规则图的深度学习模型 80
5．6 小结 81
第 6 章 其他图嵌入方法 83
6．1 基于矩阵分解的图嵌入方法 83
6．1．1 拉普拉斯特征映射 83
6．1．2 图分解 84
6．2 基于随机游走的图嵌入方法 86
6．2．1 DeepWalk 86
6．2．2 node2vec 87
6．2．3 随机游走与矩阵分解的统一 88
6．3 从自编码器的角度看图嵌入 88
6．4 小结 89
第 7 章 知识图谱与异构图神经网络 91
7．1 知识图谱的定义和任务 92
7．1．1 知识图谱 92
7．1．2 知识图谱嵌入 92
7．2 距离变换模型 94
7．2．1 TransE 模型 94
7．2．2 TransH 模型 95
7．2．3 TransR 模型 96
7．2．4 TransD 模型 97
7．3 语义匹配模型 97
7．3．1 RESCAL 模型 98
7．3．2 DistMult 模型 98
7．3．3 HolE 模型 98
7．3．4 语义匹配能量模型 99
7．3．5 神经张量网络模型 99
7．3．6 ConvE 模型 100
7．4 知识图谱上的图神经网络 100
7．4．1 关系图卷积网络 100
7．4．2 带权重的图卷积编码器 101
7．4．3 知识图谱与图注意力模型 102
7．4．4 图神经网络与传统知识图谱嵌入的结合：CompGCN 103
7．5 小结 103
第 8 章 图神经网络模型的应用 105
8．1 图数据上的一般任务 105
8．1．1 节点分类 106
8．1．2 链路预测 106
8．1．3 图分类 107
8．2 生化医疗相关的应用 108
8．2．1 预测分子的化学性质和化学反应 108
8．2．2 图生成模型与药物发现 109
8．2．3 药物/蛋白质交互图的利用 116
8．3 自然语言处理相关的应用 117
8．4 推荐系统上的应用 121
8．5 计算机视觉相关的应用 123
8．6 其他应用 124
8．7 小结 124
参考文献 127

赠书

接下来是福利时间，本次我们赠送出5本书籍，想要获得书籍的同学，在本公众号下方留言，根据点赞数的高低，清明假期最后一天、即4月5日晚上22:00统计出获奖读者，届时联系有三微信Longlongtogo即可。

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