Graph Convolutional Networks (GCN) with multi-hop aggregation is more expressive than one-hop GCN but suffers from higher model complexity. Finding the shortest aggregation range that achieves comparable expressiveness and minimizes this side effect remains an open question. We answer this question by showing that multi-layer second-order graph convolution (SoGC) is sufficient to attain the ability of expressing polynomial spectral filters with arbitrary coefficients. Compared to models with one-hop aggregation, multi-hop propagation, and jump connections, SoGC possesses filter representational completeness while being lightweight, efficient, and easy to implement. Thereby, we suggest that SoGC is a simple design capable of forming the basic building block of GCNs, playing the same role as $3 \times 3$ kernels in CNNs. We build our Second-Order Graph Convolutional Networks (SoGCN) with SoGC and design a synthetic dataset to verify its filter fitting capability to validate these points. For real-world tasks, we present the state-of-the-art performance of SoGCN on the benchmark of node classification, graph classification, and graph regression datasets.


翻译:多光速聚合的图形革命网络(GCN)比一光速聚合、多光速传播和跳跃连接的模型更显眼,但具有更高的模型复杂性。找到最短的集成范围,实现相似的表达性,并最大限度地减少这一副效应,这仍然是一个尚未解决的问题。我们通过显示多层二级图象共聚(SoGC)足以表达带有任意系数的多光谱过滤器的能力来回答这个问题。与一光速聚合、多光速传播和跳跃连接的模型相比,SoGC拥有过滤式完整,同时又轻巧、高效和易于执行。因此,我们建议SoGC是一种简单的设计,能够形成GCN的基本建筑块,其作用与CNNN3 3 乘时3 内核。我们与SoGC一起建立我们的第二奥端图相相相相革命网络(SoGCN),并设计一个合成数据集,以核实其过滤能力来验证这些点。关于现实世界的任务,我们介绍了SGCN在节定的回归、图表分类和图表数据基准上的最新表现。

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