Increasing the depth of GCN, which is expected to permit more expressivity, is shown to incur performance detriment especially on node classification. The main cause of this lies in over-smoothing. The over-smoothing issue drives the output of GCN towards a space that contains limited distinguished information among nodes, leading to poor expressivity. Several works on refining the architecture of deep GCN have been proposed, but it is still unknown in theory whether or not these refinements are able to relieve over-smoothing. In this paper, we first theoretically analyze how general GCNs act with the increase in depth, including generic GCN, GCN with bias, ResGCN, and APPNP. We find that all these models are characterized by a universal process: all nodes converging to a cuboid. Upon this theorem, we propose DropEdge to alleviate over-smoothing by randomly removing a certain number of edges at each training epoch. Theoretically, DropEdge either reduces the convergence speed of over-smoothing or relieves the information loss caused by dimension collapse. Experimental evaluations on simulated dataset have visualized the difference in over-smoothing between different GCNs. Moreover, extensive experiments on several real benchmarks support that DropEdge consistently improves the performance on a variety of both shallow and deep GCNs.


翻译:提高GCN的深度,这有望让GCN更加直观,但从理论上看,这些改进是否能够缓解过度抽动的边缘,仍然不为人知。在本文中,我们首先从理论上分析通用GCN如何随着深度的增加而发挥作用,包括通用GCN、GCN和偏向性、ResGCN和APP。我们发现,所有这些模型的特点是一个普遍过程:所有节点都集中在结结点之间,导致表达性不强。在这个理论上,我们建议通过随机清除每次培训的某一部分边缘来缓解过度抽动GCN结构,但从理论上看,这些改进是否能够缓解过度抽动。从理论上讲,我们首先从理论上分析通用GCN如何随着深度的深度的提高而发挥作用,包括通用GCN、GCN有偏向的GCN、ResGCN和APNP。我们发现所有这些模型的特征都是一个普遍过程:所有节点都集中在结点之间,导致显小的表达性。在这个理论上,我们建议通过随机地消除每次培训中的某些边缘。理论上,降低超近速度速度速度速度速度速度速度或减轻GE在水平上的各种模拟实验上造成不同水平上的差异。

0
下载
关闭预览

相关内容

【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
154+阅读 · 2020年5月26日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
内涵网络嵌入:Content-rich Network Embedding
我爱读PAMI
4+阅读 · 2019年11月5日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
Highway Networks For Sentence Classification
哈工大SCIR
4+阅读 · 2017年9月30日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Neural Module Networks for Reasoning over Text
Arxiv
9+阅读 · 2019年12月10日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
7+阅读 · 2019年6月20日
Generative Adversarial Networks: A Survey and Taxonomy
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
29+阅读 · 2018年4月6日
Arxiv
10+阅读 · 2018年3月23日
VIP会员
相关资讯
内涵网络嵌入:Content-rich Network Embedding
我爱读PAMI
4+阅读 · 2019年11月5日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
Highway Networks For Sentence Classification
哈工大SCIR
4+阅读 · 2017年9月30日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员