論文の概要: CoRe-GNN: Multilevel Message passing on Coarsened graphs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.02128v1
- Date: Mon, 03 Aug 2026 12:18:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-04 15:07:25.525688
- Title: CoRe-GNN: Multilevel Message passing on Coarsened graphs
- Title(参考訳): CoRe-GNN: 粗いグラフ上のマルチレベルメッセージパッシング
- Authors: Antonin Joly, Nicolas Keriven, Aline Roumy,
- Abstract要約: グラフニューラルネットワークを大きなグラフでトレーニングすることは、層間のノード表現のメモリコストに悩まされる。
既存の拡張性のあるアプローチを,GNN伝搬行列の構造化された修正として記述できることを示す。
特にグラフの粗化は、スペクトル保証を可能にするが、ノードに一様表現を割り当てるローランク近似によって置き換える。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 13.325673513204377
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Training Graph Neural Networks on large graphs is challenged by the memory cost of storing all node representations across layers. We show that several existing scalable approaches can be written as structured modifications of the GNN propagation matrix, providing a unified perspective that exposes their respective limitations. In particular, graph coarsening replaces it by a low-rank approximation that enables spectral guarantees but assigns uniform representations to clustered nodes, while Cluster-GCN restricts the propagation matrix to intra-cluster connections that allow efficient batching but sever long-range information. These are complementary failures of the \emph{same} decomposition of the graph into groups of nodes. To obtain the best of both worlds, we propose \textbf{CoRe-GNN}, which performs both propagations in parallel at each layer: a coarsened inter-cluster term capturing long-range structure, and a local intra-cluster term preserving per-node discriminability. We prove that CoRe-GNN inherits analogous approximation guarantees to those of graph coarsening, and introduce a natural cluster-based \emph{batching scheme} that scales to graphs with millions of nodes. On node classification benchmarks spanning homophilic, heterophilic, large-scale, and long-range graphs, CoRe-GNN outperforms both graph coarsening and Cluster-GCN baselines. Notably, CoRe-GNN reaches competitive accuracy on \emph{long-range} tasks, while remaining memory-efficient through batching.
- Abstract(参考訳): 巨大なグラフ上のグラフニューラルネットワークのトレーニングは、レイヤ間のすべてのノード表現を格納するメモリコストに課題がある。
既存の拡張的アプローチをGNN伝搬行列の構造的修正として記述し,それぞれの制約を明らかにする統一的な視点を提供する。
特にグラフの粗化は、スペクトル保証を可能にする低ランク近似によって置き換えられるが、クラスタ化されたノードに一様表現を割り当てる。
これらはグラフのノード群への 'emph{same} 分解の相補的失敗である。
両世界の長所を得るため,各層で並列に2つの伝搬を行う「textbf{CoRe-GNN}」を提案する。
我々は,CoRe-GNNがグラフ粗大化に類似した近似保証を継承していることを証明し,数百万のノードを持つグラフにスケールする自然なクラスタベース \emph{batching scheme を導入する。
同好性、異好性、大規模、長距離のグラフにまたがるノード分類ベンチマークでは、CoRe-GNNはグラフ粗大化とCluster-GCNベースラインの両方に優れる。
特に、CoRe-GNNは、バッチ処理によってメモリ効率を保ちながら、 \emph{long-range}タスクの競合精度に達する。
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