Graph neural networks (GNNs) are composed of layers consisting of graph convolutions and pointwise nonlinearities. Due to their invariance and stability properties, GNNs are provably successful at learning representations from data supported on moderate-scale graphs. However, they are difficult to learn on large-scale graphs. In this paper, we study the problem of training GNNs on graphs of moderate size and transferring them to large-scale graphs. We use graph limits called graphons to define limit objects for graph filters and GNNs -- graphon filters and graphon neural networks (WNNs) -- which we interpret as generative models for graph filters and GNNs. We then show that graphon filters and WNNs can be approximated by graph filters and GNNs sampled from them on weighted and stochastic graphs. Because the error of these approximations can be upper bounded, by a triangle inequality argument we can further bound the error of transferring a graph filter or a GNN across graphs. Our results show that (i) the transference error decreases with the graph size, and (ii) that graph filters have a transferability-discriminability tradeoff that in GNNs is alleviated by the scattering behavior of the nonlinearity. These findings are demonstrated empirically in a movie recommendation problem and in a decentralized control task.


翻译:图形神经网络(GNNS) 由图层相融合和点向非线性图层组成。 由于这些图层的易变性和稳定性特性, GNNs能够成功地从中尺度图中支持的数据中学习演示。 但是, 很难在大尺度图中学习。 在本文中, 我们研究在中尺度图上培训GNS并将其转移到大尺度图中。 我们用被称为图形限制的图形来定义图形过滤器和GNNS(图形过滤器和图形神经网络)的限值。 由于这些图形过滤器和GNNs -- -- 图形过滤器和图形神经网络(WNNNS) -- -- 我们将其解释为图形过滤器和GNNS的基因化模型模型。 然后我们显示, 图形过滤器和网络NNNNWs可以近似于大尺度图。 由于这些近似值的误差可以被高度约束, 我们可以用三角不平等的参数来进一步限制将图形过滤器或GNNNW(图形过滤器和GNNNS神经网络) -- -- -- 递增缩缩缩图中不易性错误是图像分析分析的不易性分析性分析性, 这些分析性分析性分析性分析性分析性分析性中, 这些分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性的建议。这些分析性中,这些分析性分析性是显示性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性,这些分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性,这些分析性,这些分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性分析性。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Directional Graph Networks
Arxiv
27+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium7
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月15日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
相关论文
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Directional Graph Networks
Arxiv
27+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
27+阅读 · 2020年6月19日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员