Graph neural networks (GNNs) have become compelling models designed to perform learning and inference on graph-structured data, but little work has been done on understanding the fundamental limitations of GNNs to be scalable to larger graphs and generalized to out-of-distribution inputs. In this paper, we use a random graph generator that allows us to systematically investigate how the graph size and structural properties affect the predictive performance of GNNs. We present specific evidence that, among the many graph properties, the mean and modality of the node degree distribution are the key features that determine whether GNNs can generalize to unseen graphs. Accordingly, we propose flexible GNNs (Flex-GNNs), using multiple node update functions and the inner loop optimization as a generalization to the single type of canonical nonlinear transformation over aggregated inputs, allowing the network to adapt flexibly to new graphs. The Flex-GNN framework improves the generalization out of the training set on several inference tasks.


翻译:图形神经网络(GNNs)已成为令人信服的模型,旨在对图形结构数据进行学习和推断,但是在理解GNNs的基本局限性方面却没有做多少工作,这些基本局限性可以伸缩到更大的图表上,并被广泛推广到分布性输入中。在本文中,我们使用随机图形生成器,以便系统调查图形大小和结构属性如何影响GNS的预测性能。我们提出具体证据,说明在许多图形属性中,节点分布的平均值和模式是决定GNS能否向看不见的图表概括的关键特征。因此,我们提议采用多节点更新功能和内部循环优化,作为单一类型非线性非线性转换的概括,而不是总投入,使网络能够灵活地适应新的图表。Flex-GNNN框架改进了关于若干推论任务的培训的概括性。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年11月3日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20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】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 2012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
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月2日
Arxiv
13+阅读 · 2021年7月20日
Identity-aware Graph Neural Networks
Arxiv
14+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20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】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关论文
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月2日
Arxiv
13+阅读 · 2021年7月20日
Identity-aware Graph Neural Networks
Arxiv
14+阅读 · 2021年1月25日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24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 · 2016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 · 2012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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员