論文の概要: Learning on Large Graphs using Intersecting Communities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20724v2
- Date: Mon, 23 Dec 2024 18:59:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-24 15:53:08.851700
- Title: Learning on Large Graphs using Intersecting Communities
- Title(参考訳): 交差するコミュニティを用いた大規模グラフの学習
- Authors: Ben Finkelshtein, İsmail İlkan Ceylan, Michael Bronstein, Ron Levie,
- Abstract要約: MPNNは、各ノードの隣人からのメッセージを集約することで、入力グラフ内の各ノードの表現を反復的に更新する。
MPNNは、あまりスパースではないため、すぐに大きなグラフの禁止になるかもしれない。
本稿では,入力グラフを交差するコミュニティグラフ (ICG) として近似することを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 13.053266613831447
- License:
- Abstract: Message Passing Neural Networks (MPNNs) are a staple of graph machine learning. MPNNs iteratively update each node's representation in an input graph by aggregating messages from the node's neighbors, which necessitates a memory complexity of the order of the number of graph edges. This complexity might quickly become prohibitive for large graphs provided they are not very sparse. In this paper, we propose a novel approach to alleviate this problem by approximating the input graph as an intersecting community graph (ICG) -- a combination of intersecting cliques. The key insight is that the number of communities required to approximate a graph does not depend on the graph size. We develop a new constructive version of the Weak Graph Regularity Lemma to efficiently construct an approximating ICG for any input graph. We then devise an efficient graph learning algorithm operating directly on ICG in linear memory and time with respect to the number of nodes (rather than edges). This offers a new and fundamentally different pipeline for learning on very large non-sparse graphs, whose applicability is demonstrated empirically on node classification tasks and spatio-temporal data processing.
- Abstract(参考訳): メッセージパッシングニューラルネットワーク(MPNN)は、グラフ機械学習の基盤となっている。
MPNNは、ノードの隣人からのメッセージを集約することで、入力グラフ内の各ノードの表現を反復的に更新する。
この複雑さは、あまりスパースではない場合、すぐに大きなグラフに対しては禁じられるかもしれない。
本稿では,入力グラフを交差するコミュニティグラフ (ICG) として近似することで,この問題を緩和する新しい手法を提案する。
重要な洞察は、グラフを近似するために必要なコミュニティの数は、グラフのサイズに依存しないということである。
Weak Graph Regularity Lemma の新たな構成バージョンを開発し、任意の入力グラフに対する近似 ICG を効率的に構築する。
そこで我々は,ノード数(エッジではなく)に関して,線形メモリおよび時間におけるICG上で直接動作する効率的なグラフ学習アルゴリズムを考案した。
これは、ノード分類タスクや時空間データ処理に経験的に適用可能な、非常に大きな非スパースグラフで学習するための、新しく、根本的に異なるパイプラインを提供する。
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