时序图节点嵌入策略的研究

相较于传统的图数据分析方法,图嵌入算法是一种面向图节点的新型图数据分析策略.其旨在通过将图节点向量化表达,进而在节点向量基础上利用神经网络相关技术更有效的进行图数据分析或挖掘工作,如在节点分类、链接预测及交通流预测等经典问题上取得效果显著.虽然研究者们在图嵌入方面已取得了诸多成果,但是面向时序图的节点嵌入问题却未被充分重视,本文便是在先前研究工作的基础上,结合信息在时序图中的传播特性,提出了一种对时序图节点进行自适应嵌入表达的方法ATGEB （Adaptive Temporal Graph Embedding）.首先,为了解决不同类型时序图节点活跃程度不同的问题,通过设计一种自适应方式对其活跃时刻进行聚类.而后,在此基础上设计一种游走模型用以保存节点对之间的时间关系,并将节点游走序列保存在一种双向多叉树上进而可以更快速的得到节点时间相关的游走序列.最后,在基于节点游走特性和图拓扑结构的基础上,对节点向量进行重要节点采样,以便在尽可能短的时间内训练出满足需求的网络模型.通过充分的实验证明,本文面向时序图的嵌入策略相较于现流行的嵌入方法,在时序图时序中节点间时序可达性检测以及节点分类等问题上得出了更好的实验效果.     

面向知识图谱约束问答的强化学习推理技术

知识图谱问答任务通过问题分析与知识图谱推理,将问题的精准答案返回给用户,现已被广泛应用于智能搜索、个性化推荐等智慧信息服务中.考虑到关系监督学习方法人工标注的高昂代价,学者们开始采用强化学习等弱监督学习方法设计知识图谱问答模型.然而,面对带有约束的复杂问题,现有方法面临两大挑战:(1)多跳长路径推理导致奖励稀疏与延迟;(2)难以处理约束问题推理路径分支.针对上述挑战,设计了融合约束信息的奖励函数,能够解决弱监督学习面临的奖励稀疏与延迟问题;设计了基于强化学习的约束路径推理模型COPAR,提出了基于注意力机制的动作选择策略与基于约束的实体选择策略,能够依据问题约束信息选择关系及实体,缩减推理搜索空间,解决了推理路径分支问题.此外,提出了歧义约束处理策略,有效解决了推理路径歧义问题.采用知识图谱问答基准数据集对COPAR的性能进行了验证和对比.实验结果表明:与现有先进方法相比,在多跳数据集上性能相对提升了2%-7%,在约束数据集上性能均优于对比模型,准确率提升7.8%以上.     

M2+-树:一种支持医学病例多度量空间检索的高效索引

由于从病例库中进行病例的相似性检索关系到能否提供给医生充分且正确的候选病例,因此如何高效、准确地实现影像病例的相似性检索是学术界和医学界的研究热点之一.迄今为止,很多文献提出了用于提高查询精度的检索策略,但涉及检索效率的文章还为之甚少.基于此,提出了一种融多种度量空间相似性计算于一体的M2+-树高维索引技术.该索引将病例中的文本和影像合成一个高维多特征向量,该向量在度量空间上将数据空间划分成若干子空间,并借助关键向量对划分后的数据子空间再进行向量空间上的二次划分.关键向量的无重叠划分和三角不等式过滤原理可以加快病例的检索速度.总之,在度量和向量空间上的两次数据划分使得M2+-索引树大大减少了待查询病例与数据库病例间的不必要相似性计算的次数,从而加快了相似性病例的检索速度.实验结果表明,M2+-树的性能优于典型的度量空间多特征索引代表M2-树的性能.     

基于阈值的概率图可达查询

图的可达性查询被广泛应用于生物网络、社会网络、本体网络、RDF网络等.由于对数据操作时引入的噪声和错误使这些图数据具有不确定性,而确定图的可达查询不能有效地处理不确定性,因此该文研究用概率语义描述的图可达性查询.具体的,该文使用可能世界概率模型定义不确定图(称为概率图),基于该模型,研究了基于阈值的概率可达查询(T-PR).首先为避免枚举所有可能世界,给出一个基本算法可精确求解T-PR查询.其次为进一步加速基本算法,给出3种改进方法,它们是不确定事件界、同构图的缩减、基于不相交路径和割集的界.通过合理的组合给出3种方法的合并算法.最后基于真实概率图数据的大量实验验证了该文的设计.     

面向不确定图的概率可达查询

图的可达性查询被广泛应用于生物网络、社会网络、本体网络、RDF数据库和XML数据库等.由于对数据操作时引入的噪声和错误使这些图数据具有不确定性,已经有大量的针对不确定RDF和XML数据库的研究.文中使用可能世界语义模型构建不确定图,基于该模型,研究了概率可达查询(PR).处理PR查询是#P完全问题,对此文中首先给出一个基本随机算法,可快速地估算出可达概率,并且该值有很高的精确度.进一步,文中为随机算法引入条件分布(称为"条件随机算法"),采用图的不相交路径集和割集作为条件概率分布,因此改进的随机算法可准确地并且是在多项式时间内处理查询.最后基于真实不确定图数据的大量实验结果验证了文中的设计.     

分组移动对象的区域偏离监视算法

以大量可分组移动对象的区域偏离监视问题为研究背景,扩展了基于区域覆盖的空间索引结构——虚拟网格四分树,提出了一种新的索引结构VGQ_G。基于VGQ_G,实现了区域偏离监视算法RDMA;给出了监视算法的性能对比实验。实验结果表明,在移动对象数量足够大的时候,设计的监视算法比朴素的监视算法在响应时间上提高了一个数量级。     

利用遗传算法对指纹的核心点进行检测

指纹的核心点是指纹的主要特征,对指纹匹配和指纹分类具有十分重要的作用.本文对指纹核心点的位置和方向进行了新的定义,接着提出一种新颖的基于遗传算法的方法对指纹核心点进行定位以及对核心点的方向进行估计.首先根据定义给出核心点位置和方向的打分函数并根据指纹的方向域信息确定了核心点的候选区域,接着把打分函数作为遗传算法的进化适应度函数在这个核心点候选区域内利用遗传算法对指纹核心点及其方向进行快速求极值,这样可以同时得到指纹的核心点的坐标和方向.实验结果表明本文提出的方法可以对指纹的核心点的位置和方向进行精确的定位和估计.     

无线传感器网络中的近似轮廓查询算法

近年来,无线传感器网络被广泛地应用到国民经济的各个领域.在传感应用中,轮廓查询作为多目标决策和数据挖掘的重要手段发挥着重要的作用.然而,由于轮廓查询需要消耗大量能量,因此在传感器网络中计算真实轮廓是非常不经济的.事实上,在大多数的应用中,近似轮廓已经可以反映数据的大致状态.通过对近似轮廓的语义研究,本文提出基于选择的基本近似轮廓算法(BAS)和基于映射的误差保证的近似轮廓算法(GAS)来高效地计算传感器网络中的近似轮廓.实验结果表明,这两种算法能有效地减少传感器网络中的通信代价,进而延长传感器网络的使用寿命.     

一种考虑基因间相互关系的投影聚类算法

针对现有基因表达数据投影聚类算法假定基因相互独立,根据每个基因的独立区分度选择相关投影空间的不足,提出了根据基因间相互关系进行投影聚类的算法MOLION.通过将基因表达数据转换为序列数据,基于设定的用户偏好函数,采用分界判定法对样本穷举树进行快速地深度优先遍历,同时应用了高效的削减和优化策略.几个真实微阵列数据集上的实验证实了提出的算法具有较高的效率和预测准确性,为考察疾病表型的形成原因提供了一个新视角.     

k支配能力排序轮廓查询算法

随着轮廓查询应用的扩展,轮廓查询被扩展为其他更复杂的查询问题,包括k支配轮廓、reverse轮廓、k最多支配轮廓等等.然而,现存的轮廓查询不符合某些用户需求,还需要研究新的轮廓查询及其相关算法.为了满足用户需求,提出k支配能力轮廓的概念,同时提出一种快速的k支配能力排序轮廓查询算法(KRA).由于不确定性数据带有概率,KRA算法不能直接应用于不确定性数据.针对不确定性轮廓查询的特点,提出不确定性k支配能力轮廓的概念,并提出不确定性k支配能力排序轮廓查询算法(KRA_U).实验结果表明,算法KRA和KRA_U均可以高效地计算出k支配能力轮廓.