Graph convolution is the core of most Graph Neural Networks (GNNs) and usually approximated by message passing between direct (one-hop) neighbors. In this work, we remove the restriction of using only the direct neighbors by introducing a powerful, yet spatially localized graph convolution: Graph diffusion convolution (GDC). GDC leverages generalized graph diffusion, examples of which are the heat kernel and personalized PageRank. It alleviates the problem of noisy and often arbitrarily defined edges in real graphs. We show that GDC is closely related to spectral-based models and thus combines the strengths of both spatial (message passing) and spectral methods. We demonstrate that replacing message passing with graph diffusion convolution consistently leads to significant performance improvements across a wide range of models on both supervised and unsupervised tasks and a variety of datasets. Furthermore, GDC is not limited to GNNs but can trivially be combined with any graph-based model or algorithm (e.g. spectral clustering) without requiring any changes to the latter or affecting its computational complexity. Our implementation is available online.


翻译:图形混凝土是大多数图形神经网络的核心,通常被直接(一站式)邻居之间传递的信息所近似。在这项工作中,我们取消了只使用直接邻居的限制,引入了强大但空间上局部的图形混集:图形扩散变异(GDC)。GDC利用了通用的图形扩散,例如热内核和个性化的PageRank。它缓解了真实图形中噪音和往往任意界定的边缘的问题。我们显示,GDC与光谱模型密切相关,从而结合了空间(消息传动)和光谱谱方法的优势。我们证明,用图像传播变异方式取代信息不断导致一系列模型在受监管和未监督的任务和各种数据集方面的显著性能改进。此外,GDC并不局限于GNN,而是可以与任何基于图形的模型或算法(例如光谱集)混在一起,而无需对后者作任何改动,或影响其计算复杂性。我们的实施可以在网上进行。

6
下载
关闭预览

相关内容

因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
【2020新书】图机器学习,Graph-Powered Machine Learning
专知会员服务
341+阅读 · 2020年1月27日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
GAN新书《生成式深度学习》,Generative Deep Learning,379页pdf
专知会员服务
202+阅读 · 2019年9月30日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9月24日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
7+阅读 · 2019年5月31日
Learning Embedding Adaptation for Few-Shot Learning
Arxiv
16+阅读 · 2018年12月10日
Arxiv
7+阅读 · 2018年5月23日
Arxiv
8+阅读 · 2014年6月27日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年9月24日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员