图神经网络综述

随着互联网和计算机信息技术的不断发展,图神经网络已成为人工智能和大数据处理领域的重要研究方向.图神经网络可对相邻节点间的信息进行有效传播和聚合,并将深度学习理念应用于非欧几里德空间的数据处理中.简述图计算、图数据库、知识图谱、图神经网络等图结构的相关研究进展,从频域和空间域角度分析与比较基于不同信息聚合方式的图神经网络结构,重点讨论图神经网络与深度学习技术相结合的研究领域,总结归纳图神经网络在动作检测、图系统、文本和图像处理任务中的具体应用,并对图神经网络未来的发展方向进行展望.     

图神经网络综述

随着互联网和计算机信息技术的不断发展,图神经网络已成为人工智能和大数据处理领域的重要研究方向.图神经网络可对相邻节点间的信息进行有效传播和聚合,并将深度学习理念应用于非欧几里德空间的数据处理中.简述图计算、图数据库、知识图谱、图神经网络等图结构的相关研究进展,从频域和空间域角度分析与比较基于不同信息聚合方式的图神经网络结构,重点讨论图神经网络与深度学习技术相结合的研究领域,总结归纳图神经网络在动作检测、图系统、文本和图像处理任务中的具体应用,并对图神经网络未来的发展方向进行展望.     

新型数据管理系统研究进展与趋势

随着各类新型计算技术和新兴应用领域的浮现,传统数据库技术面临新的挑战,正在从适用常规应用的单一处理方法逐步转为面向各类特殊应用的多种数据处理方式.分析并展望了新型数据管理系统的研究进展和趋势,涵盖分布式数据库、图数据库、流数据库、时空数据库和众包数据库等多个领域.具体而言：分布式数据管理技术是支持可扩展的海量数据处理的关键技术;以社交网络为代表的大规模图结构数据的处理需求带来了图数据库技术的发展;流数据管理技术用来应对数据动态变化的管理需求;时空数据库主要用于支持移动对象管理;对多源、异构而且劣质数据源的集成需求催生出新型的众包数据库技术.最后讨论了新型数据库管理系统的未来发展趋势.     

图学习隐私与安全问题研究综述

虽然海量的现实需求为人工智能提供了广阔的应用场景,但要求人工智能系统适应复杂的计算环境.然而,传统人工智能算法的研究都假设其应用环境是安全可控的.大量研究和实践工作表明当前的人工智能技术普遍对外在风险考虑不足,相关数据和模型算法存在隐私与安全风险.由于人工智能安全的现实需求以及图学习的巨大影响,图学习的隐私与安全问题成为当前图学习领域面临的重要挑战.为此,研究人员近年来从图学习系统的各个环节出发对图学习隐私与安全问题进行了研究,提出了相关的攻击和防御方法.本综述首先阐述研究图学习隐私与安全的重要意义,然后介绍图学习系统的基本过程、图学习面临的主要隐私与安全威胁以及图学习的隐私与安全特性;在上述基础上,分别从图数据隐私、图数据安全、图模型隐私和图模型安全四个方面对现有研究工作进行系统的归纳总结,讨论主要成果和不足;最后,介绍相关的开放资源,并从数据特征、解释性、研究体系和实际应用等方面探讨面临的挑战和未来的研究方向.     

基于随机游走的图嵌入研究综述

近年来,图嵌入已经成为图神经网络领域研究的热点。图嵌入作为图任务分析的一种重要手段,将图的高维非欧信息编码到低维向量空间中,从而提升下游任务的性能和效率。为了及时掌握当前基于随机游走的图嵌入方法的研究现状,通过归纳与整理,对现有的经典模型进行介绍与分类,主要分为基于经典随机游走的模型和基于属性游走的模型;然后对每一种模型解决的问题、算法思想、模型策略、优缺点和应用场景进行了详细的归纳与分析,并在几种常见的数据集上评估了部分模型的性能。通过研究发现,当前的基于随机游走的图嵌入亟待解决四个方面的问题：属性选择、可扩展性、嵌入维度选择和可解释性,针对这些问题,图嵌入需要建立一致的理论框架,为后面的研究提供可参考的标准。     

基于社交网络的图数据挖掘应用研究

社交网络数据的高度复杂性给数据挖掘研究带来了巨大的挑战,而社交网络数据挖掘更注重实体之间相互关联的特点,使得图数据挖掘技术的研究与应用逐渐成为该领域的热点。传统数据挖掘,如聚类、分类、频繁模式挖掘等技术逐渐拓展到图数据挖掘领域。文中首先介绍了现阶段图数据挖掘算法（其中包括图查询、图聚类、图分类和图的频繁子图挖掘）的研究内容和存在的问题;其次介绍了图形数据库研究现状,以及对比了主流图形数据库管理系统的优劣;最后介绍了图挖掘技术在社交网络中的应用。     

基于阴影图的阴影生成算法研究现状

阴影效果在计算机图形的真实感显示中非常重要,而阴影图算法又是阴影算法的主流.文中对阴影图算法展开了系统的研究,特别是对该领域近几年的发展进行综述,从阴影图数量、参数化和内容三个方面总结归纳了各类阴影图算法的基本思想、特点及其应用环境.综合考虑以上三个方面后对特定的场景选择合适的阴影图算法,除了选择场景外,还包括光源类型、内存消耗、实时性要求、硬件支持及特殊阴影要求等.最后结合当前的技术发展和应用需求展望了阴影图领域未来的研究方向.     

船闸运调系统模型的建立

船闸实现基于C／S的运调系统,不仅是船闸现代化管理的需要,而且能够极大程度地提高船闸的工作效率。本文主要应用关系数据库理论分析了系统的用户需求,运用E—R图设计了该系统的数据库,保证了数据库的冗余度和完整性;应用面向对象的理论用UML建模语言分别建立了系统的用例图、类图、顺序图。     

图数据库系统研究综述

针对图数据管理的新需求,呈现出许多面向特定应用的图数据库系统。本文针对图数据库系统的相关研究进行综述。首先介绍图数据的三种类型。然后根据图数据库功能的不同将图数据库分为查询类和分析类进行介绍。最后对文章进行总结。     

图对抗攻击研究综述

将深度学习用于图数据建模已经在包括节点分类、链路预测和图分类等在内的复杂任务中表现出优异的性能,但是图神经网络同样继承了深度神经网络模型容易在微小扰动下导致错误输出的脆弱性,引发了将图神经网络应用于金融、交通等安全关键领域的担忧。研究图对抗攻击的原理和实现,可以提高对图神经网络脆弱性和鲁棒性的理解,从而促进图神经网络更广泛的应用,图对抗攻击已经成为亟待深入研究的领域。介绍了图对抗攻击相关概念,将对抗攻击算法按照攻击策略分为拓扑攻击、特征攻击和混合攻击三类;进而,归纳每类算法的核心思想和策略,并比较典型攻击的具体实现方法及优缺点。通过分析现有研究成果,总结图对抗攻击存在的问题及其发展方向,为图对抗攻击领域进一步的研究和发展提供帮助。     

一种基于MapReduce的不确定图上的相似性连接方法

相比于确定图上的相似性连接,不确定图上的相似性连接通常具有更大的实际应用价值以及计算复杂性。文中研究了基于MapReduce分布式编程框架的不确定图上的相似性连接问题,提出了基于概率和的Map方剪枝和Reduce方剪枝的两种剪枝策略。Map方剪枝策略在映射过程中过滤掉了不可能具有相似图的不确定图。Reduce方剪枝策略用于减少约减过程中的候选图对。基于这两种剪枝策略,文中提出了一种基于MapReduce框架的不确定图上的相似性连接算法MUGSJoin。实验结果证明,该算法与同类算法相比具有更好的性能和可扩展性。     

融合多模态资源的教育知识图谱的内涵、技术与应用研究

传统的教育知识图谱研究多数面向文本资源,忽略了多模态资源对教育知识的解读作用及其自身丰富的特征表示。为了更好地推进后续研究工作,以多模态资源为切入点,对教育知识图谱进行综述。首先,介绍了知识图谱的概念和分类;其次,综述了教育知识图谱的内涵,对教育知识图谱的定义、分类及其构建框架进行梳理;结合以神经网络为代表的深度学习方式,对教育知识图谱的构建技术进行重点介绍;最后,总结了教育知识图谱的相关应用,并指出当前研究中存在的问题与未来的研究方向。     

知识图谱在商业银行风控领域的研究与应用综述

伴随金融创新大潮,商业银行开始应用智能技术解决风控领域问题。在金融风险尤其是银行客户信用风险日益多样化的背景下,提升商业银行的风险管理能力已是刻不容缓。针对风险传播具有连锁反应的特点,可选择利用知识图谱技术鉴别和监控风险。知识图谱使用图数据结构描述客观事物及其相互之间的关系,对于大规模知识的管理和应用表现得游刃有余。以传统风控模式存在的局限性为引,介绍了风控领域知识图谱的概念与架构,归纳了知识抽取、知识融合、知识推理这几种风控领域知识图谱关键构建技术的研究现状,最后介绍风控领域知识图谱的具体应用,并总结和分析未来发展趋势。     

面向图的异常检测研究综述

近年来,随着Web 2.0的普及,使用图挖掘技术进行异常检测受到人们越来越多的关注.图异常检测在欺诈检测、入侵检测、虚假投票、僵尸粉丝分析等领域发挥着重要作用.在广泛调研国内外大量文献以及最新科研成果的基础上,按照数据表示形式将面向图的异常检测划分成静态图上的异常检测与动态图上的异常检测两大类,进一步按照异常类型将静态...     

Morphological elastic graph matching applied to frontal face authentication under well-controlled and real conditions

In this paper, morphological elastic graph matching is applied to frontal face authentication on databases ranging from small to large multimedia ones collected under either well-controlled or real-world conditions.It is shown that the morphological elastic graph matching achieves a very low equal error rate on databases collected under well-controlled conditions. However, its performance deteriorates when it is applied to databases recorded in real-world scenarios. The compensation for variable recording conditions such as changes in illumination, scale differences and varying face position prior to the application of morphological elastic matching is proposed.     

图知识蒸馏综述：算法分类与应用分析

图数据, 如引文网络, 社交网络和交通网络, 广泛地存在现实生活中. 图神经网络凭借强大的表现力受到广泛关注, 在各种各样的图分析应用中表现卓越. 然而, 图神经网络的卓越性能得益于标签数据和复杂的网络模型, 而标签数据获取困难且计算资源代价高昂. 为了解决数据标签的稀疏性和模型计算的高复杂性问题, 知识蒸馏被引入到图神经网络中. 知识蒸馏是一种利用性能更好的大模型(教师模型)的软标签监督信息来训练构建的小模型(学生模型), 以期达到更好的性能和精度. 因此, 如何面向图数据应用知识蒸馏技术成为重大研究挑战, 但目前尚缺乏对于图知识蒸馏研究的综述. 旨在对面向图的知识蒸馏进行全面综述, 首次系统地梳理现有工作, 弥补该领域缺乏综述的空白. 具体而言, 首先介绍图和知识蒸馏背景知识; 然后, 全面梳理3类图知识蒸馏方法, 面向深度神经网络的图知识蒸馏、面向图神经网络的图知识蒸馏和基于图知识的模型自蒸馏方法, 并对每类方法进一步划分为基于输出层、基于中间层和基于构造图知识方法; 随后, 分析比较各类图知识蒸馏算法的设计思路, 结合实验结果总结各类算法的优缺点; 此外, 还列举图知识蒸馏在计算机视觉、自然语言处理、推荐系统等领域的应用; 最后对图知识蒸馏的发展进行总结和展望. 还将整理的图知识蒸馏相关文献公开在GitHub平台上, 具体参见: https://github.com/liujing1023/Graph-based-Knowledge-Distillation.     

基于Seq2Seq模型的SparQL查询预测

近年来,随着以数据为中心的应用的大量增加,图数据模型逐渐被人们所关注,图数据库的发展也非常迅速,对于用户而言,用户往往更关心其在使用数据库过程中的效率问题.本文主要研究如何利用已有的信息进行图数据库的查询预测,从而进行数据的预加载与缓存,提高系统的响应效率.为了使得方法具有跨数据移植性,并深入挖掘数据间的联系,本研究将SparQL查询提取为序列的形式,使用Seq2Seq模型对其进行数据分析和预测,并使用真实的数据集对方法进行测试,实验表明本文的方案具有良好的效果.     

Querying massive graph data: A compress and search approach

Querying graph data is a fundamental problem that witnesses an increasing interest especially for massive graph databases which come as a promising alternative to relational databases for big data modeling. In this paper, we study the problem of subgraph isomorphism search which consists to enumerate the embedding of a query graph in a data graph. The most known solutions of this NP-complete problem are backtracking-based and result in a high computational cost when we deal with massive graph databases. We address this problem and its challenges via graph compression with modular decomposition. In our approach, subgraph isomorphism search is performed on compressed graphs without decompressing them yielding substantial reduction of the search space and consequently a significant saving in processing time as well as in storage space for the graphs. We evaluated our algorithms on nine real-word datasets. The experimental results show that our approach is efficient and scalable.     

面向网络空间安全情报的知识图谱综述

随着网络空间安全情报在网络犯罪、网络战和网络反恐等领域的作用日益凸显,迫切需要对网络空间安全情报的基本理论和综合分析方法进行深入研究。当前,安全情报在实际应用中主要面临着数据类型多样、分布离散、内容不一致等问题,因此引入知识图谱技术框架,旨在利用知识图谱面向海量数据时信息收集及加工整合的思想,提高安全情报的收集效率、情报质量,同时拓展情报的使用范围。本文首先简要回顾安全情报和知识图谱的研究现状,同时介绍知识图谱在安全领域的应用。其次给出面向安全情报的知识图谱构建框架。然后介绍安全情报知识图谱构建的关键技术,包括信息抽取、本体构建和知识推理等。最后,对安全情报知识图谱发展面临的问题进行了讨论。     

挖掘不确定频繁子图的改进算法的研究

鉴于图结构能简单方便地描绘复杂的数据以及实际应用中图数据的获得具有不确定性,不确定频繁子图挖掘算法得到广泛的研究。目前一个典型的图挖掘算法是MUSE,但MUSE算法存在期望支持度计算消耗大、时间效率不够高等问题。针对此问题提出了一种基于划分思想混合搜索策略的不确定子图挖掘算法EDFS,它用改进过的GSpan算法进行不确定的子图数据预处理,用裁剪子图模式的搜索空间裁剪不确定子图数据,用基于划分思想的混合策略进行频繁子图的挖掘。子图同构与边存在概率的实验结果证明了EDFS算法能更高效地挖掘出不确定数据频繁子图。