論文の概要: Efficient and Stable Graph Scattering Transforms via Pruning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.09882v1
- Date: Mon, 27 Jan 2020 16:05:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-06 08:40:48.717656
- Title: Efficient and Stable Graph Scattering Transforms via Pruning
- Title(参考訳): プラニングによる効率的で安定なグラフ散乱変換
- Authors: Vassilis N. Ioannidis and Siheng Chen and Georgios B. Giannakis
- Abstract要約: グラフ散乱変換(GST)は、グラフデータから特徴を抽出する訓練のないディープGCNモデルを提供する。
GSTが支払う価格は、層の数によって増加する空間と時間の指数関数的な複雑さである。
本研究は, GST の複雑性の限界に対処し, 効率的な (p) GST アプローチを導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 86.76336979318681
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Graph convolutional networks (GCNs) have well-documented performance in
various graph learning tasks, but their analysis is still at its infancy. Graph
scattering transforms (GSTs) offer training-free deep GCN models that extract
features from graph data, and are amenable to generalization and stability
analyses. The price paid by GSTs is exponential complexity in space and time
that increases with the number of layers. This discourages deployment of GSTs
when a deep architecture is needed. The present work addresses the complexity
limitation of GSTs by introducing an efficient so-termed pruned (p)GST
approach. The resultant pruning algorithm is guided by a
graph-spectrum-inspired criterion, and retains informative scattering features
on-the-fly while bypassing the exponential complexity associated with GSTs.
Stability of the novel pGSTs is also established when the input graph data or
the network structure are perturbed. Furthermore, the sensitivity of pGST to
random and localized signal perturbations is investigated analytically and
experimentally. Numerical tests showcase that pGST performs comparably to the
baseline GST at considerable computational savings. Furthermore, pGST achieves
comparable performance to state-of-the-art GCNs in graph and 3D point cloud
classification tasks. Upon analyzing the pGST pruning patterns, it is shown
that graph data in different domains call for different network architectures,
and that the pruning algorithm may be employed to guide the design choices for
contemporary GCNs.
- Abstract(参考訳): グラフ畳み込みネットワーク(gcns)は様々なグラフ学習タスクでよく文書化されているが、その分析はまだ初期段階にある。
グラフ散乱変換(GST)は、グラフデータから特徴を抽出し、一般化と安定性解析に寄与する訓練不要なディープGCNモデルを提供する。
GSTが支払う価格は、層の数によって増加する空間と時間の指数関数的な複雑さである。
これにより、深いアーキテクチャが必要な場合、GSTのデプロイを妨げます。
本研究は,GSTの複雑性の限界に対処し,p)GSTアプローチを効果的に導入する。
得られたプルーニングアルゴリズムは、グラフスペクトルにインスパイアされた基準で導かれ、GSTに関連する指数複雑性を回避しつつ、情報散乱特性をオンザフライで保持する。
また、入力グラフデータやネットワーク構造が乱されるときに、新しいpGSTの安定性を確立する。
さらに, ランダムおよび局所的な信号摂動に対するpGSTの感度を解析および実験的に検討した。
数値実験により、pGSTはベースラインGSTと相容れない性能を示し、計算量を大幅に削減した。
さらに、pGSTは、グラフおよび3Dポイントクラウド分類タスクにおける最先端GCNと同等のパフォーマンスを達成する。
pGSTプルーニングパターンを解析すると、異なるドメインのグラフデータが異なるネットワークアーキテクチャを呼び出し、同時代のGCNの設計選択を導くために、プルーニングアルゴリズムが用いられる可能性があることを示す。
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