論文の概要: Universal Inceptive GNNs by Eliminating the Smoothness-generalization Dilemma

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.09805v1
• Date: Fri, 13 Dec 2024 02:44:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-16 15:37:48.809297
• Title: Universal Inceptive GNNs by Eliminating the Smoothness-generalization Dilemma
• Title（参考訳）: Smoothness-Generalization Dilemma の除去によるユニバーサルインセプティブGNN
• Authors: Ming Gu, Zhuonan Zheng, Sheng Zhou, Meihan Liu, Jiawei Chen, Tanyu Qiao, Liangcheng Li, Jiajun Bu,
• Abstract要約: Inceptive Graph Neural Net-work (IGNN) を提案する。 我々のIGNNは23のベースライン法より優れており、ホモフィルグラフとヘット電子グラフの両方で優れた性能を誇示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.493433090244078
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Graph Neural Networks (GNNs) have demonstrated remarkable success in various domains, such as transaction and social net-works. However, their application is often hindered by the varyinghomophily levels across different orders of neighboring nodes, ne-cessitating separate model designs for homophilic and heterophilicgraphs. In this paper, we aim to develop a unified framework ca-pable of handling neighborhoods of various orders and homophilylevels. Through theoretical exploration, we identify a previouslyoverlooked architectural aspect in multi-hop learning: the cascadedependency, which leads to asmoothness-generalization dilemma.This dilemma significantly affects the learning process, especiallyin the context of high-order neighborhoods and heterophilic graphs.To resolve this issue, we propose an Inceptive Graph Neural Net-work (IGNN), a universal message-passing framework that replacesthe cascade dependency with an inceptive architecture. IGNN pro-vides independent representations for each hop, allowing personal-ized generalization capabilities, and captures neighborhood-wiserelationships to select appropriate receptive fields. Extensive ex-periments show that our IGNN outperforms 23 baseline methods,demonstrating superior performance on both homophilic and het-erophilic graphs, while also scaling efficiently to large graphs.
• Abstract（参考訳）: グラフニューラルネットワーク(GNN)は、トランザクションやソーシャルネットワークなど、さまざまな領域で顕著な成功を収めている。 しかし、それらの応用はしばしば、近隣ノードの異なる順序の様々なホモフィリーレベルによって妨げられ、ホモフィリックグラフとヘテロフィリックグラフの別々のモデル設計を必要としない。 本稿では,様々な順序やホモフィリレベルの地区を扱える統一的な枠組みを開発することを目的とする。 このジレンマは、特に高次近傍やヘテロ親近性グラフの文脈において学習過程に大きく影響を与え、この問題を解決するために、カスケード依存を知覚的アーキテクチャに置き換える普遍的なメッセージパッシングフレームワークであるインセプティブグラフニューラルネットワーク(IGNN)を提案する。 IGNNは、ホップごとに独立した表現をプロビデントし、個人化された一般化機能を可能にし、適切な受容領域を選択するために近隣のワイズ関係をキャプチャする。 我々のIGNNは, 好中球グラフとヘット電子グラフの両方で優れた性能を示すとともに, 大規模グラフに効率よくスケールする。

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