Graph neural networks (GNNs) have become one of the most popular research topics in both academia and industry communities for their strong ability in handling irregular graph data. However, large-scale datasets are posing great challenges for deploying GNNs in edge devices with limited resources and model compression techniques have drawn considerable research attention. Existing model compression techniques such as knowledge distillation (KD) mainly focus on convolutional neural networks (CNNs). Only limited attempts have been made recently for distilling knowledge from GNNs in an offline manner. As the performance of the teacher model does not necessarily improve as the number of layers increases in GNNs, selecting an appropriate teacher model will require substantial efforts. To address these challenges, we propose a novel online knowledge distillation framework called Alignahead++ in this paper. Alignahead++ transfers structure and feature information in a student layer to the previous layer of another simultaneously trained student model in an alternating training procedure. Meanwhile, to avoid over-smoothing problem in GNNs, deep supervision is employed in Alignahead++ by adding an auxiliary classifier in each intermediate layer to prevent the collapse of the node feature embeddings. Experimental results on four datasets including PPI, Cora, PubMed and CiteSeer demonstrate that the student performance is consistently boosted in our collaborative training framework without the supervision of a pre-trained teacher model and its effectiveness can generally be improved by increasing the number of students.


翻译:大量数据集对在资源有限和模型压缩技术吸引了大量研究关注。现有模型压缩技术,例如知识蒸馏技术(KD)主要侧重于卷发神经网络(CNNs),最近仅作出有限的尝试,以离线方式从GNNs中提取知识。由于教师模式的绩效不一定随着GNS层数量的增加而得到改善,选择适当的教师模式将需要大量的努力。为了应对这些挑战,我们提议建立一个名为Alignahead++的新的在线知识蒸馏框架。Alignahead++在交替培训程序中将一个学生层的结构及特征信息传输到另一个同时培训的学生模式的前一层。与此同时,为了避免GNNPs中教师过多的问题,在Alignahead+增加一个辅助性分类,选择一个合适的教师模式将需要大量的努力。为了应对这些挑战,我们提议建立一个名为Alignahead+++的新在线知识蒸馏框架,称为Alignahead++, 在本文中,将一个学生层中另一个同时培训的学生模型转换成一个层次。同时培训模式,可以避免GNNNS学生的过深监督,因此在Agnaheheadhe头+,通过在每中间层增加一个辅助分类分类中增加一个测试,防止PPPSDFSDFPSBSBSBSBS的升级的测试,从而显示其连续的成绩。

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