論文の概要: Accurate Learning of Graph Representations with Graph Multiset Pooling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.11533v1
- Date: Tue, 23 Feb 2021 07:45:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-02-24 13:53:37.076378
- Title: Accurate Learning of Graph Representations with Graph Multiset Pooling
- Title(参考訳): グラフ多重集合プーリングによるグラフ表現の高精度学習
- Authors: Jinheon Baek, Minki Kang, Sung Ju Hwang
- Abstract要約: 本稿では,その構造的依存関係に応じてノード間の相互作用をキャプチャするグラフマルチセットトランス (GMT) を提案する。
実験の結果,GMTはグラフ分類ベンチマークにおいて,最先端のグラフプーリング法を著しく上回っていることがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 45.72542969364438
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Graph neural networks have been widely used on modeling graph data, achieving
impressive results on node classification and link prediction tasks. Yet,
obtaining an accurate representation for a graph further requires a pooling
function that maps a set of node representations into a compact form. A simple
sum or average over all node representations considers all node features
equally without consideration of their task relevance, and any structural
dependencies among them. Recently proposed hierarchical graph pooling methods,
on the other hand, may yield the same representation for two different graphs
that are distinguished by the Weisfeiler-Lehman test, as they suboptimally
preserve information from the node features. To tackle these limitations of
existing graph pooling methods, we first formulate the graph pooling problem as
a multiset encoding problem with auxiliary information about the graph
structure, and propose a Graph Multiset Transformer (GMT) which is a multi-head
attention based global pooling layer that captures the interaction between
nodes according to their structural dependencies. We show that GMT satisfies
both injectiveness and permutation invariance, such that it is at most as
powerful as the Weisfeiler-Lehman graph isomorphism test. Moreover, our methods
can be easily extended to the previous node clustering approaches for
hierarchical graph pooling. Our experimental results show that GMT
significantly outperforms state-of-the-art graph pooling methods on graph
classification benchmarks with high memory and time efficiency, and obtains
even larger performance gain on graph reconstruction and generation tasks.
- Abstract(参考訳): グラフニューラルネットワークは、グラフデータのモデリングに広く使われ、ノード分類とリンク予測タスクで印象的な結果を得た。
しかし、グラフの正確な表現を得るには、ノード表現の集合をコンパクトな形式にマッピングするプーリング関数が必要である。
すべてのノード表現に対する単純な和や平均は、すべてのノードの特徴を、そのタスクの関連性やそれらの構造的依存関係を考慮せずに、等しく考慮する。
一方,最近提案された階層型グラフプーリング手法は,ノード特徴からの情報を保護するため,Weisfeiler-Lehmanテストによって区別される2つの異なるグラフに対して,同じ表現が得られる可能性がある。
既存のグラフプーリング手法のこれらの制限に対処するために,まずグラフ構造に関する補助情報を含むマルチセット符号化問題としてグラフプーリング問題を策定し,その構造依存性に応じてノード間の相互作用をキャプチャするマルチヘッド注意ベースのグローバルプーリング層であるグラフマルチセットトランスフォーマー(GMT)を提案する。
GMT は単射性と置換不変性の両方を満たすことを示し、Weisfeiler-Lehman graph isomorphism test と同じくらい強力であることを示す。
さらに,本手法は,階層的なグラフプーリングのために,従来のノードクラスタリングアプローチに容易に拡張できる。
実験結果から,GMTはグラフ分類ベンチマークにおいて,メモリと時間効率が向上し,グラフ再構成および生成タスクにおいてさらに大きな性能向上が得られることがわかった。
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