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通过记忆回溯与拓扑归因实现时间图网络的可解释性

文章摘要

本文提出MemExplainer方法,通过拓扑归因树和记忆回溯树来解释时间图网络(TGN)的预测。该方法首次考虑TGN中的记忆模块,量化历史事件对节点记忆向量的影响,并利用层间相关传播(LRP)确保事件贡献之和等于模型logits。在九个数据集上的实验表明,该方法在节点属性预测、链接预测和图分类任务中均优于现有基线,提供了忠实于模型的解释。该论文被ICML 2026接收为Spotlight论文,代码已开源。

来源arXiv Machine Learning作者: Yazheng Liu, Xi Zhang, Sihong Xie, Hui Xiong
通过记忆回溯与拓扑归因实现时间图网络的可解释性
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时间图网络(TGN)在众多现实应用中表现出色,但理解其预测背后的历史事件对于提升可信度至关重要。然而,现有解释方法大多忽略了TGN的核心组件——记忆模块,该模块负责记录和更新节点历史,导致过去事件的影响未被充分挖掘。来自研究团队的最新论文提出了一种名为MemExplainer的方法,旨在通过拓扑归因树和记忆回溯树来归因TGN的预测,从而解决这一空白。

MemExplainer的核心由两个部分组成:拓扑归因树和记忆回溯树。前者主要捕获邻居节点及其记忆向量的影响,后者则量化历史事件如何塑造节点的记忆向量。研究团队进一步将层间相关传播(LRP)应用于TGN,确保所有事件的贡献之和精确等于模型的logits值。此外,由于从logits到概率的非线性映射可能导致简单的top-k选择不忠实,他们设计了专门的优化目标来识别真正重要的事件。

实验在九个时间图数据集上进行,涵盖了节点属性预测、链接预测和图分类三种任务。结果表明,MemExplainer不仅能够提供忠实的解释,而且在各项指标上均超越了当前最先进的基线方法。该研究的代码已在GitHub上开源,便于其他研究者复现和应用。这一成果被ICML 2026接收为Spotlight论文,为时间图网络的可解释性研究开辟了新的方向,并有望推动TGN在金融、社交网络等高风险领域的可靠部署。

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要点

  • 现有TGN解释方法忽略了记忆模块,MemExplainer首次将其纳入解释框架。
  • 提出拓扑归因树和记忆回溯树,分别捕获邻居影响和历史事件贡献。
  • 应用LRP确保事件贡献总和等于模型logits,并设计优化目标处理top-k不忠实问题。
  • 在九个时间图数据集上实验,涵盖多种任务,性能超越当前最优基线。

要点与分析由自动化流程生成,可能有误,请结合原始来源核实。