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GAP:可泛化的近似图划分框架

Azade Nazi†*, Will Hang††, Anna Goldie†, Sujith Ravi†, Azalia Mirhoseini†

摘要

图划分是指在最小化各划分之间边切割的同时,将图的节点划分为平衡的子集。由于其组合性质,许多近似解决方案已经被开发出来,包括多级方法的变体和谱聚类。我们提出了GAP(Generalizable Approximate Partitioning),一种采用深度学习方法的可泛化近似划分框架。我们定义了一个可微分的损失函数来表示划分目标,并使用反向传播来优化网络参数。与每次针对不同图重新进行优化的基线方法不同,GAP具有泛化能力,可以在推理时生成高效的划分结果,即使是在未见过的图上也是如此。此外,由于我们在联合优化划分损失函数的同时学习图的表示,因此GAP可以轻松调整以适应各种图结构。我们在不同大小和结构的图上评估了GAP的性能,包括广泛使用的机器学习模型(如ResNet、VGG和Inception-V3)对应的图、无标度图和随机图。实验结果表明,GAP不仅能够实现竞争性的划分效果,而且比基线方法快至100倍,并且能够泛化到未见过的图上。


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