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传播与蒸馏:面向使用接纳传播的多层感知机的有效图学习器

机器学习 2023-11-30 v1 人工智能 信息论 神经与进化计算 社会与信息网络 math.IT

摘要

近期研究尝试利用多层感知机(MLPs)解决图上的半监督节点分类,通过知识蒸馏从教师图神经网络(GNN)训练学生MLP。尽管先前研究主要关注在蒸馏过程中匹配教师与学生模型间的输出概率分布来训练学生MLP,如何以显式且可解释的方式注入结构信息尚未被系统研究。受将特征变换TT与传播Π\Pi分离的GNN启发,我们将蒸馏过程重构为使学生MLP同时学习TTΠ\Pi。尽管这可通过在蒸馏前对教师应用逆传播Π1\Pi^{-1}实现,但其仍带来训练中大矩阵乘法的高计算成本。为解决此问题,我们提出传播与蒸馏(Propagate & Distill, P&D),其在蒸馏前传播教师的输出,可解释为逆传播的近似过程。我们证明P&D能轻易提升学生MLP的性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.17781,
  title  = {Propagate & Distill: Towards Effective Graph Learners Using Propagation-Embracing MLPs},
  author = {Yong-Min Shin and Won-Yong Shin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.17781},
  year   = {2023}
}

备注

17 pages, 2 figures, 8 tables; 2nd Learning on Graphs Conference (LoG 2023) (Please cite our conference version.). arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2311.11759