Recently, the stability of graph filters has been studied as one of the key theoretical properties driving the highly successful graph convolutional neural networks (GCNs). The stability of a graph filter characterizes the effect of topology perturbation on the output of a graph filter, a fundamental building block for GCNs. Many existing results have focused on the regime of small perturbation with a small number of edge rewires. However, the number of edge rewires can be large in many applications. To study the latter case, this work departs from the previous analysis and proves a bound on the stability of graph filter relying on the filter's frequency response. Assuming the graph filter is low pass, we show that the stability of the filter depends on perturbation to the community structure. As an application, we show that for stochastic block model graphs, the graph filter distance converges to zero when the number of nodes approaches infinity. Numerical simulations validate our findings.


翻译:最近,对图表过滤器的稳定性进行了研究,这是驱动极成功的图形进化神经网络的关键理论属性之一。图形过滤器的稳定性是图形过滤器对GCNs基本构件GCNs的基本构件——图形过滤器输出的影响特征。许多现有结果都集中在少量边缘再线的小扰动机制上。然而,边缘再线的数量在许多应用中可能很大。研究后一种情况时,这项工作与先前的分析不同,并证明依赖过滤器频率反应的图形过滤器的稳定性是有约束的。假设图形过滤器是低传动的,我们显示过滤器的稳定性取决于对社区结构的扰动。作为一个应用,我们显示对于微切块模型图,当无偏移量接近无限时,图形过滤器的距离会集中到零。数字模拟证实了我们的调查结果。

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