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WASHINGTONUNIVERSITYINST.LOUIS
SchoolofEngineeringAppliedScience
DepartmentofComputerScienceandEngineering
DissertationExaminationCommittee:
YixinChen,Chair
MichaelAvidan
SanmayDas
RomanGarnett
BrendanJuba
YinjieTang
GraphDeepLearning:MethodsandApplications
by
MuhanZhang
Adissertationpresentedto
TheGraduateSchool
ofWashingtonUniversityin
partialfulfillmentofthe
requirementsforthedegree
ofDoctorofPhilosophy
December2019
St.Louis,Missouri
©2019,MuhanZhang
TableofContents
ListofFiguresv
ListofTablesviii
Acknowledgmentsx
Abstractxiii
Chapter1:Introduction1
1.1GraphDeepLearning1
1.2ABriefHistoryofGraphNeuralNetworks4
1.3GraphNeuralNetworksBasics6
1.4ACategorizationofGraphNeuralNetworks8
1.4.1GNNsfornode-leveltasks9
1.4.2GNNsforgraph-leveltasks18
1.4.3GNNsforedge-leveltasks19
Chapter2:GraphNeuralNetworksforGraphRepresentationLearning22
2.1GraphNeuralNetworksforGraphClassification23
2.1.1Traditionalgraphclassificationmethods:graphkernels23
2.1.2LimitationsofexistingGNNsfo
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