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[提交于 2025年10月12日
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标题: 通过推理时树搜索引导的扩散模型进行可控制图生成
标题: Controllable Graph Generation with Diffusion Models via Inference-Time Tree Search Guidance
摘要: 图生成是图学习中的基础问题,在Web规模系统、知识图谱以及药物和材料发现等科学领域有广泛的应用。 最近的方法利用扩散模型进行逐步生成,但无条件扩散对所需属性控制有限,通常会导致质量不稳定,并且在引入新目标时存在困难。 推理时引导方法通过调整采样过程而不重新训练来缓解这些问题,但它们本质上是局部的、启发式的,并且可控性有限。 为了克服这些限制,我们提出了TreeDiff,这是一种蒙特卡洛树搜索(MCTS)引导的双空间扩散框架,用于可控制的图生成。 TreeDiff是一种即插即用的推理时方法,在保持计算可行性的前提下扩展了搜索空间。 具体来说,TreeDiff引入了三个关键设计,使其具有实用性和可扩展性:(1) 宏步骤扩展策略,将多个去噪更新分组为一个转换,减少树的深度并实现长视界探索;(2) 双空间去噪机制,将高效的潜在空间去噪与图空间中的轻量离散修正相结合,确保可扩展性和结构保真度;以及(3) 双空间验证器,从部分去噪的图中预测长期奖励,实现早期价值估计并消除对完整回放的需求。 在2D和3D分子生成基准测试中,无论是在无条件还是条件设置下,广泛的实验都表明TreeDiff实现了最先进的性能。 值得注意的是,TreeDiff在推理时具有良好的扩展性:随着计算资源的增加,它持续改进,而现有的推理时方法在资源有限的情况下会早期达到瓶颈。
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