动态图模式匹配技术综述

随着大数据时代的到来,多源异构数据的快速增长已经成为了一个开放性问题,这些数据之间的内在关联通常可以用图数据的形式来表现.然而在实际应用中,例如网络安全分析和社交网络舆情分析,描述实体对象之间关系的图数据的结构和内容往往不是固定不变的,图数据的结构以及节点和边的属性会随着时间的推移发生更新变化.因此,如何在动态更新的图数据中进行高效的查询、匹配是目前研究的热点问题,也涌现了许多优秀的研究工作.本文从关键技术、代表性算法和性能评价方面对动态图匹配技术的研究进展进行了综述.最后对动态图匹配技术的典型应用、面临的挑战问题和未来发展趋势进行了总结和展望.     

面向RDF图的多模式匹配方法

模式匹配问题指的是搜索所有同构于模式图的数据子图，它是一种典型的子图同构问题。多模式匹配问题是对模式匹配问题的一个扩展，其主要的挑战是多个模式图之间的并发执行策略。为了应对这个挑战，提出一种面向RDF图的模式匹配方法（M-PM）。通过计算多个模式图之间的公共查询子图，根据查询子图、模式图的包含关系构建依赖树；提出节点分片表的概念，用来扩展依赖树中单一的包含关系；设计了一种快速的多模式匹配算法，其通过对数据图的一次遍历便可以求得多个模式图的匹配子图。实验结果表明，M-PM方法比一般方法提高了约70%执行时间效率。在处理相同规模的模式图的情况下，M-PM方法执行效率只与残差边个数有关，残差边越少执行效率越高。     

基于邻域安全压缩的动态图增量子图匹配算法

针对目前最先进的增量子图匹配算法Symbi中的索引结构DCS中存在的信息冗余问题,提出了一种新的索引结构CDCS（compressed dynamic candidate space）,并提出了CDCS的更新算法INCCDCS来动态维护CDCS索引结构和匹配结果,最后提出了动态图的增量子图匹配算法CSymbi。该方法通过引入邻域信息约束,在构建和更新辅助结构的过程中过滤候选集,提高算法的求解效率。最后,在Netflow和LSBench数据集上进行验证,相较于现有方法,候选节点数量最高可以删减56%,候选边数量最高可以删减62%,有效缩减了计算空间并提高了算法的求解效率。     

面向不确定平面图的模式匹配查询

平面图的模式匹配查询可广泛应用于生物网络、社会网络、指纹识别和图像分割等。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,而确定平面图的查询处理技术不能有效地处理不确定性,因此利用概率语义描述的平面图的模式进行匹配查询。具体地,使用可能世界概率模型定义不确定平面图,基于该模型,研究了不确定模式匹配(UPM)查询。首先给出一个确定算法可避免枚举所有的可能世界,同时给出改进的确定算法可更快速地求解查询。其次设计出采样算法,可快速地估算出匹配概率,并具有较高的精确度。基于真实不确定平面图数据的大量实验验证了该设计。最后将该查询应用于肺部CT图像的分割,结果表明此方法优于经典的图像分割算法。     

图数据流上时间尊重图模式匹配算法研究

现有的动态子图匹配研究中忽略了模式图中的时间信息,使用户难以得到想要查询的真实结果.针对这种情况,首先设计一种简洁的中间结果保存形式,将匹配结果直接在数据图中以图进行存储;接着改进边缘转换模型,当数据图有边插入/删除时对其快速增量维护并报告结果;最后根据边转换模型设计了一个时间尊重图模式匹配算法,提高了匹配搜索效率.对真实网络流量数据和综合社交流数据进行实验评估,结果表明算法能够有效减少图模式匹配的执行时间和空间花销.     

图结构模糊XML文档上的模式匹配算法

模糊XML文档是指包含不确定信息的XML文档。在模糊XML文档查询方面,现有的研究成果较少,并且都是基于树型结构的XML文档进行的。针对图结构下模糊XML文档的特征,设计了一组高效的图结构模糊XML文档上的模式匹配算法。该算法基于一种适合于图结构文档的索引方式,采用自底向上的结点匹配顺序,大大减少了结点的重复判断操作,也不需要进行局部匹配结果的归并以及针对PC关系设计额外的过滤函数。理论分析以及实验结果证明,提出的模式匹配算法不仅在小枝查询性能上优于现有的相关算法,而且能够较好地实现DAG模式匹配查询。     

面向入侵检测的模式匹配算法改进

模式匹配算法是入侵检测系统中使用较多的一种算法。在检测过程中,模式匹配算法的效率决定了入侵检测系统的性能。针对入侵检测系统中模式匹配算法效率不高的缺点,在对入侵检测系统的BM模式匹配算法进行深入分析的基础上,提出了一种针对BM模式匹配算法的改进算法E-BM算法,通过实验测试结果表明该算法能够有效提高入侵检测效率。     

高效的图模型点模式匹配算法

点模式匹配的概率图模型具有很好的匹配精度,但是计算复杂度较高,当隔离子中包含异常点（outlier）时匹配精度会受到较大的影响。为了提高匹配的速度和精度,提出了一种由粗到精的图模型点模式匹配算法。利用包含特征点的窗口,用标准化互相关方法对特征点进行粗匹配,以减少异常点的数量,提高后续匹配方法的速度和精度。提出了一种新的点模式匹配的概率图模型,这种图模型能综合利用特征点的位置信息和包含特征点的邻域的灰度信息。利用提出的概率图匹配方法对粗匹配所得到的点对进行分段匹配,得到精确的匹配结果。对光学图像和遥感图像的匹配实验显示该方法能显著减少点模式匹配时间,提高匹配的精度。     

输电网接线图增量自动成图算法

输电线网接线图自动成图算法是一个非常复杂的全局优化问题.它涉及到厂站位置的自动布局和输电线路自动规划两个方面.本文给出了解决该问题的一种具体思路和算法,将该问题划分为3个部分:首先,利用力导向算法对厂站位置进行初始布局,采用模拟退火算法进行迭代计算,通过并发技术实现引力、斥力系数进行选择,得到代价最小的初始厂站初始布局.其次,利用A^*算法对输电线路进行线路规划,构建了一个线路走向的代价模型,通过代价模型规范线路走向,得到美观的线路布局.最后,对布局结果评价反馈再布局,将常见的几种布局缺陷通过程序的方式进行消缺,减少人工干预.同时,本文还对历史线路和新增线路做了处理,使得算法可以实现在不改变历史厂站线路布局的情况下,对新增厂站线路进行布局规划.通过实验显示,该方法得到的图形结果满足线路规划美观,布局合理,交叉少,拐角少等优点.     

基于海量数据的多模式匹配算法研究

传统模式匹配算法在面对海量数据和海量关键字时效率都会大幅降低,通过构造关键字状态树,使完成匹配的时间跟关键字的规模无关,在文本内容信息分析客户特征时的速度提升了十万倍.应用该算法开发的触发式营销引擎,通过在特征库获取客户的相关特征和预设的营销激励策略,在适当的时间向适当的客户自动发起营销行为.     

大规模图数据匹配技术综述

在大数据时代海量的多源异构数据间存在着紧密的关联性,图作为表示数据之间关系的基本结构在社交网络分析、社会安全分析、生物数据分析等领域有着广泛应用.在大规模图数据上进行高效地查询、匹配是大数据分析处理的基础问题.从应用角度对用于图查询的图数据匹配技术的研究进展进行综述,根据图数据的不同特征以及应用的不同需求对图匹配问题分类进行介绍.同时,将重点介绍精确图匹配,包括无索引的匹配和基于索引的匹配,以及相关的关键技术、主要算法、性能评价等进行了介绍、测试和分析.最后对图匹配技术的应用现状和面临的问题进行了总结,并对该技术的未来发展趋势进行了展望.     

基于顶点组重分配的动态增量图划分算法

图划分是分布式图计算中的一项基础工作, 其作用是将大规模图进行划分并分配到集群中的不同机器上. 图划分的质量对分布式图计算的性能有很大的影响, 其目标是降低负载平衡和最小化边割. 如今, 现实中的图数据通常呈动态增长态势, 这就需要一种能够处理动态增量图的划分方法, 在图数据动态增长的过程中确保划分的质量不受影响. 目前虽然有一些动态图划分算法被提出, 但它们不能同时专注于实时处理动态变化和获得高质量的划分结果. 提出基于顶点组重分配的动态增量图划分算法(ED-IDGP)来解决大规模动态增量图的划分问题. 在ED-IDGP算法中, 设计实时处理4种不同单元更新类型的动态处理器, 并在每次处理完单元更新后通过在分区发生动态变化的附近执行局部优化器进一步提高图划分的质量. 在ED-IDGP的局部优化器中, 利用基于改进标签传播算法的顶点组搜索策略搜索顶点组, 并利用提出的顶点组移动增益公式衡量最有益的顶点组, 将该顶点组移动到目标分区中做优化. 在真实数据集上从不同的角度和度量指标评估了ED-IDGP算法的性能和效率.     

一个基于DFS编码的图形匹配算法

快速有效的图形查询是图形数据库成功应用的关键。文章利用图的词典顺序，用唯一的最小DFS（深度优先搜索）编码表示每个图。根据两个图同构当且仅当它们的最小DFS编码相同这一性质，将图形匹配转化为图的最小DFS编码的比较：在判断两个标记图形是否同构时，可以先求出图的最小DFS编码，再用有效的匹配算法进行比较。     

一种高效的RDF图模式匹配算法

随着越来越多的信息被表示为RDF格式,如何高效地对RDF信息进行分发和过滤成为一个重要的问题·在语义Web环境下的信息分发系统中,输入的RDF信息需要和大量的用户订阅条件进行匹配,而用户的订阅条件可以被表示为RDF图模式·根据RDF图的特点,并对其增加了一些约束,设计了一种新的RDF图模式匹配算法·实验结果表明,该算法的匹配效率远远高于传统的图模式匹配算法·     

时序知识图谱的增量构建

带有时序特征的知识图谱(KG)称为时序知识图谱,用来描述知识库中增量式的概念及其相互关系.知识随着时间推移而变化,将新增知识实时、准确地添加到时序知识图谱中,可以实时反映知识的演化更新.对此,给出时序知识图谱的定义,并基于TransH提出一种时序知识图谱的增量构建方法.为了将新增且相关的三元组准确地添加到当前知识图谱中...     

二部图的所有极大匹配

二部图作为一种非常重要的数据结构有很多特殊性质,针对文献[4]中的二部图的所有极大匹配求解算法,给出了反例证明了该算法是错误的,同时证明了二部图的所有极大匹配的求解是NP难问题.     

基于图的指纹匹配算法

研究了基于端点和分支点的点模式指纹匹配算法，通过对端点和分支点的完全图进行匹配，使其具有较好的稳定性。对匹配图像端点和分支点进行分组，通过每组的点和模板图像的细节点进行点模式匹配来实现指纹匹配，有效地降低了运算复杂度。实验结果表明，该方法在指纹产生非线性形变、指纹图像质量低等情况下有较好的性能，具有较强的实用性。     

单模式匹配算法研究

本文详细分析几种单模式匹配算法如BF、KMP、BM、QS、HORSPOOL和TUNEDBM。通过上机实验对这些算法的性能进行分析,得出结论在这些单模式匹配算法中TUNEDBM算法是最快的算法。     

入侵检测系统中模式匹配算法研究

分析了BF,KMP,BM模式匹配算法,在此算法的基础上提出了一种改进的模式匹配算法(FBM),该算法的思想是时BM 算法中滑动距离函数dist右移模式距离大小进行改进,并且定义了两个新的滑动距离函数,在不同的条件下,分别调用不同的滑动距离函数,更好地拉制模式匹配过程.实验结果表明,该算法比BF,KMP和BM算法显著减少...