图谱和Kuhn-Munkres算法在图匹配中的应用研究

为了对图数据库中的结构化数据进行有效的匹配分析,提出了基于全局结构相似度以及节点位置相似度的Kuhn-Munkres算法。首先对图数据构建全局以及节点位置矩阵,全局相似度矩阵用邻接矩阵的拉普拉斯谱特征构造,位置相似度矩阵首先使用高斯核函数进行节点相对位置的归一化计算,再利用其谱特征构造。节点位置相似度主要描述图所有节点之间的相对位置,弥补了全局结构相似度只刻画图整体结构的不足。最后使用Kuhn-Munkres算法进行图匹配,得到二分图的最大权匹配。实验表明,改进的Kuhn-Munkres算法有效提高了节点之间的匹配正确率。     

图数据连续发布中的隐私保护方法

随着互联网技术的发展和智能终端的普及,社交网络中产生了大量用户隐私数据,公开发布社交网络数据将提高用户隐私泄露的风险,需要对数据进行匿名化处理然后进行发布。传统社交网络k度匿名方法在图数据连续发布中的匿名方式,存在大量冗余计算及无法抵抗度时序推理攻击的问题,为此,提出一种连续发布图数据的改进k度匿名算法。通过定义度时序矩阵来一次性地构建满足k匿名性要求的k度时序矩阵,在k度时序矩阵的基础上提取不同时刻的k度向量,将其作为时刻图的匿名向量,通过图修改方法对前一时刻的匿名图进行处理,得到后续一系列的匿名图版本,从而缩短每一次重新匿名所消耗的时间,同时抵抗基于度变化实现的度时序背景知识攻击。在真实社交网络数据集上进行实验,结果表明,相对kDA算法,该算法的总体运行效率以及网络结构属性可用性均较优。     

基于谱聚类的运动捕获数据分割

为将长运动中所包含的不同运动自动分割出来,提出一种基于谱聚类的长运动数据分割算法.首先将运动捕获数据分解成长度相等的运动数据片段,并基于主成分分析来计算这些小片段之间的相似度,得到运动数据相似度矩阵;然后用谱聚类算法将相似度矩阵转换为相应的拉普拉斯矩阵,计算其前若干个特征向量,并采用K均值算法获得聚类结果;由于上述相似度矩阵直接实施谱聚类算法所得到的类别标签序列包含大量噪声,采用统计滤波算法对分类结果进行了处理,获得最终的分割点.在14个运动数据上进行自动分割测试,验证了文中算法的有效性.     

结合度量融合和地标表示的自编码谱聚类算法

针对大多数现有谱聚类算法处理大规模数据集时面临聚类精度低、大规模相似度矩阵存储开销大的问题,提出一种结合度量融合和地标表示的自编码谱聚类算法。引入相对质量概念进行节点评估,选取最具代表性的点作为地标点,通过稀疏表示近似获得图相似度矩阵,以降低存储开销。同时考虑到近邻样本的几何分布和拓扑分布的信息,融合欧氏距离与Kendall Tau距离来度量地标点与其他样本之间的相似度,提高聚类精度;以栈式自编码器取代拉普拉斯矩阵特征分解,将所获得的相似度矩阵作为自编码器的输入,通过联合学习嵌入表示和聚类来进一步提高聚类精度。在5个大规模数据集上的实验验证了本文算法的有效性。     

自适应图融合的缺失多视图聚类算法

多视图聚类能充分利用不同视图间数据的一致性和差异性,引起越来越多的关注。传统多视图聚类方法假设每个视图的数据都是完整的,然而在实际应用中,收集到的多视图数据常存在部分视图缺失的样本。为了对缺失多视图数据进行聚类分析,提出自适应图融合的缺失多视图聚类算法（IMC＿AGF）。算法以两两视图间共有样本为瞄点构建样本-样本的相似度矩阵,学习其一致性知识,再利用两两视图间的互补性,用自适应图融合算法整合所有的相似度图,获取缺失多视图数据完整的相似度矩阵,然后进行谱聚类得到分类结果。实验结果表明,提出的算法优于与之比较的经典缺失多视图聚类方法。     

基于一致图学习的鲁棒多视图子空间聚类

针对多视图数据分析易受原始数据集噪声干扰,以及需要额外的步骤计算聚类结果的问题,提出一种基于一致图学习的鲁棒多视图子空间聚类（RMCGL）算法。首先,在各个视图下学习数据在子空间中的潜在鲁棒表示,并基于该表示得到各视图的相似度矩阵。随后,基于得到的多个相似度矩阵学习一个统一的相似度图。最后,通过对相似度图对应的拉普拉斯矩阵添加秩约束,确保得到的相似度图具有最优的聚类结构,并可直接得到最终的聚类结果。该过程在一个统一的优化框架中完成,能同时学习潜在鲁棒表示、相似度矩阵和一致图。RMCGL算法的聚类精度（ACC）在BBC、100leaves和MSRC数据集上比基于图的多视图聚类（GMC）算法分别提升了3.36个百分点、5.82个百分点和5.71个百分点。实验结果表明,该算法具有良好的聚类效果。     

基于C均值聚类和图转导的半监督分类算法

针对传统图转导（GT）算法计算量大并且准确率不高的问题,提出一个基于C均值聚类和图转导的半监督分类算法。首先,采用模糊C均值（FCM）聚类算法先对未标记样本预选取,缩小图转导算法构图数据集的范围;然后,构建k近邻稀疏图,减少相似度矩阵的虚假连接,进而缩减了构图的时间,通过标记传播的方式得出初选未标记样本的标记信息;最后,结合半监督流形假设模型利用扩充的标记数据集以及剩余未标记数据集进行分类器的训练,进而得出最终的分类结果。在Weizmann Horse数据集下,所提算法分类准确率均达到96%以上,和传统仅使用图转导的分类方法相比,解决了对初始标记集的依赖性问题,将准确率至少提高了10%;将所提算法直接运用到兵马俑数据集,分类准确度也达到95%以上,明显高于传统的图转导算法。实验结果表明,基于C均值聚类和图转导的半监督分类算法,在图像分类方面有较好的分类效果,对图像的精准分类具有研究意义。     

基于邻域的大规模图数据动态分割算法

随着图数据的规模日益增大,出现大量以动态图数据为基础的分布式处理需求,划分问题在动态图数据分布式处理领域尤为重要. 对大规模动态图数据上的划分问题进行研究,根据图结构性质及动态图特点,提出并实现基于邻域的动态图分割算法. 算法分为静态切分和动态调整两个阶段,其中基于割边算法整合现有最优化策略提出了大规模图数据的静态切割算法. 在优化后的静态切割算法的基础上,根据图数据的动态扩张的特性提出动态分割算法. 根据迁移顶点所达到的最小负载值进行顶点迁移,并在此基础上进行性能及割边控制优化操作. 最后,改进算法在各类图数据集上进行了验证,验证的结果显示在平衡度和割边等指标上优化后的算法效果显著,提高了划分的合理性,并且在保证割边不增加的情况下提高了图分割的平衡度.     

电影推荐系统中基于图的协同过滤算法

在视频服务领域,通常使用传统的协同过滤算法来解决评分数据较为稀疏的问题,而算法的视频相似度计算仅利用评分矩阵,从而造成推荐准确度较低,针对视频资源中的电影这一应用场景提出一种基于图的协同过滤算法。结合电影属性与用户偏好的关联性,将电影信息中类型、导演和演员等信息进行图元素的映射,融合图结构特点来计算影片资源的相似度。用该方法替代传统协同过滤算法中仅利用评分矩阵的相似度计算方法,在一定程度上缓解了由于数据稀疏性影响推荐准确度的问题,实验验证了该方法的有效性。     

基于图模型的图像分割并行算法研究与实现

为了提高图模型方法的分割速度,本文提出该方法的一种并行实现方案.该方案通过网格划分来实现相似度矩阵的并行计算.同时考虑到相似度矩阵的稀疏性和矩阵向量乘运算的内在并行性,在该方案中本文设计并行Lanczos算法来求解特征值问题.在MPI环境下的实验结果表明,该并行方案是提高图模型分割方法实时性的有效途径.     

图数据库中的相似性搜索算法研究与应用*

图数据库的相似性搜索是一个非常重要的研究内容,图的相似性匹配属于图同构的判定问题,是NP完全问题,传统的高开销搜索的方法已经不能满足复杂图查询的需要;另外,由于图数据库的复杂性和特殊性,已有的优化算法不能直接使用。为了提高图数据库的搜索效率,提出了一种基于索引的相似性搜索算法,通过数据库中的频繁结构建立特征索引,算法可高效准确地滤除大量的非相似图集合,避免了图之间精确匹配即图同构的计算,最后将本算法应用于化学数据库,实验结果证明了该方法的有效性和可行性。     

一种面向图数据的AWG-LDP局部差分隐私保护算法研究

针对传统的图数据隐私保护方法只关注保护属性或结构两者之一易导致节点或边隐私信息泄露的问题,提出了一种对属性加权图的局部差分隐私的保护算法（AWG-LDP）。首先,该算法利用GN算法将图数据划分成社区子图;其次,分别计算每个社区子图的局部敏感度,对于划分后的每一个子图,通过结合结构相似性和属性相似性并添加拉普拉斯噪声进行边扰动,实现局部差分隐私;最后,利用属性泛化的方式将待发布的节点进行泛化,防止节点敏感信息被攻击。利用真实的图数据集进行了不同参数配置以及不同算法的对比实验,实验结果表明该算法提升了隐私保护效果,同时,降低了信息损失,提高了数据的可用性。     

基于拉普拉斯图谱和K均值的多社团发现方法

分析了常见的社团发现算法的特点,以及谱二分法在实际应用中必须不断迭代才能完成多社团发现的不足,并提出了基于Laplace图谱和K-Means聚类算法的多社团发现方法,该方法是一个可视化的决策过程。根据Laplace图谱的次小特征值和第三小特征值对应的特征向量,构成聚类样本并显示出来。根据决策者的意图,由决策者来确定社团的个数和聚类中心,应用K-Means聚类算法一次完成多社团的分类。     

基于特征索引的图相似查询过滤算法

分析图相似查询候选集的产生过程以及特征图之间的关系对候选图集的影响,提出一种基于特征索引的图相似查询过滤算法,使用GIndex算法建立特征图索引结构,通过特征图之间的选择性关系给出一个有序的特征集,并借助特征-图矩阵对数据库进行筛选得到候选图集。实验结果证明,该方法能准确地产生候选图集,从而提高图查询的效率。     

一种有效的贪婪模式匹配算法

模式匹配问题是意图获得两个模式中所包含个体对象之间的语义匹配和映射,其结果表示源模式的个体对象与目标模式的个体对象之间存在特定的语义关联.它在数据库应用领域起到关键性的作用,例如数据集成、电子商务、数据仓库、XML消息交换等,特别地,它已成为元数据管理的基本问题.然而,模式匹配很大程度上依赖人工的操作,是一个费时费力的过程.模式匹配问题可以归约为一个组合优化问题:多标记图匹配问题.首先,将模式表示为多标记图,将模式匹配转换为多标记图匹配问题.其次,提出多标记图的相似性度量方法,进而提出基于多标记图相似性的模式匹配目标优化函数.最后,在这个目标函数基础上设计实现了一个贪婪匹配算法,其最显著的特点是综合多种可用的标记信息,灵活准确地获得最优的匹配结果.     

融合知识图谱表示学习的栈式自编码器推荐算法

针对目前协同过滤推荐算法中数据稀疏和语义信息欠缺问题,提出一种融合知识图谱表示学习的栈式自编码器推荐算法(SAEKG-CF)。将评分矩阵作为栈式自编码器的输入,训练得到项目的隐性特征向量,并据此计算特征相似性矩阵;利用知识图谱表示学习算法将项目中的实体映射到低维向量空间,并计算出低维向量空间中实体间的语义相似性矩阵;将特征相似性矩阵与语义相似性矩阵相融合,得到融合相似性矩阵,进而依据最优融合相似性矩阵产生top-k推荐列表。实验结果表明,该算法能有效地同时解决数据稀疏与语义信息欠缺问题,提高推荐的准确率。     

基于k-最近邻图的小样本KNN分类算法

提出一种基于k-最近邻图的小样本KNN分类算法。通过划分k-最近邻图,形成多个相似度较高的簇,根据簇内已有标记的数据对象来标识同簇中未标记的数据对象,同时剔除原样本集中的噪声数据,从而扩展样本集,利用该新样本集对类标号未知数据对象进行类别标识。采用标准数据集进行测试,结果表明该算法在小样本情况下能够提高KNN的分类精度,减小最近邻阈值k对分类效果的影响。     

基于快照的大规模动态图相似节点查询算法

动态图拓扑结构演进过程中,为了量化在一定时间域内节点间联系的变化情况,定义了一种泛相似节点的概念,通过衡量其与当前节点的联系是否频繁、分布是否均匀来确定与当前节点的泛相似程度,并提出了一种基于快照的大规模动态图泛相似节点查询处理算法。具体包括:图动态演进过程的快照集表示,即演进动态图;图动态演进过程中的节点泛相似的语义及其形式化表示方式,从联系的频繁程度与分布的均匀程度对节点的相似程度进行了刻画;节点泛相似语义的矩阵表示及处理方式;针对这种语义的泛相似节点查询处理算法。真实数据集和合成数据集上的实验结果均表明算法能够处理大规模动态图上泛相似节点的查询问题,并在实际应用中运用实现。     

一种潜在信息约束的非负矩阵分解方法

传统的非负矩阵分解方法没有充分利用数据间的内在相似性,从而影响了算法的性能。为此,本文提出一种潜在信息约束的非负矩阵分解方法。该方法首先利用迭代最近邻方法挖掘原始数据的潜在信息,然后利用潜在信息构造数据之间的相似图,最后将相似图作为约束项求得非负矩阵的最优分解。相似图的约束使得非负矩阵分解在降维过程中保持了原始数据之间的相似性关系,进而提高了非负矩阵分解的判别能力。图像聚类实验结果表明了该方法的有效性。