基于时空注意力图卷积网络模型的人体骨架动作识别算法

针对现有的人体骨架动作识别算法不能充分发掘运动的时空特征问题,提出一种基于时空注意力图卷积网络（STA-GCN）模型的人体骨架动作识别算法。该模型包含空间注意力机制和时间注意力机制：空间注意力机制一方面利用光流特征中的瞬时运动信息定位运动显著的空间区域,另一方面在训练过程中引入全局平均池化及辅助分类损失使得该模型可以关注到具有判别力的非运动区域;时间注意力机制则自动地从长时复杂视频中挖掘出具有判别力的时域片段。将这二者融合到统一的图卷积网络（GCN）框架中,实现了端到端的训练。在Kinetics和NTU RGB+D两个公开数据集的对比实验结果表明,基于STA-GCN模型的人体骨架动作识别算法具有很强的鲁棒性与稳定性,与基于时空图卷积网络（ST-GCN）模型的识别算法相比,在Kinetics数据集上的Top-1和Top-5分别提升5.0和4.5个百分点,在NTURGB+D数据集的CS和CV上的Top-1分别提升6.2和6.7个百分点;也优于当前行为识别领域最先进（SOA）方法,如Res-TCN、STA-LSTM和动作-结构图卷积网络（AS-GCN）。结果表示,所提算法可以更好地满足人体行为识别的实际应用需求。     

基于门控图卷积神经网络的有机化学反应预测

随着现代医药技术和计算机技术的发展,采用人工智能技术来加速药物的研发进度成为了研究热点,而对有机化学反应产物的高效预测是药物逆合成路线设计中的关键问题。针对样本数据集中化学反应类型分布不均匀的问题,提出了一种主动采样训练下的门控图卷积神经网络（ASGGCN）模型。首先,输入化学反应物的简化分子线性输入规范（SMILES）编码,通过门控图卷积神经网络（GGCN）以及注意力机制预测反应中心所在位置;然后,根据化学约束条件和候选反应中心枚举出可能的化学键组合来生成候选产物,再通过门控图卷积差分网络对候选产物进行筛选;最终,得到反应产物。门控图卷积神经网络拥有三个权重参数矩阵并通过门控对信息加以融合,与传统的图卷积神经网络相比,它能获取更加丰富的原子隐藏特征信息。通过主动采样的方式进行训练,使得该模型能够兼顾较差样本和普通样本的分析能力。实验结果表明,所提模型对化学反应产物的Top-1预测准确率可达87.2%,对比Weisfeiler-Lehman差分网络（WLDN）模型提高了1.6个百分点,可见模型能够更准确地预测有机化学反应产物。     

基于图卷积网络的微博新闻故事线抽取方法

微博作为人们获取和传播新闻事件的主要平台,隐藏着丰富的事件信息。从微博数据中抽取故事线能为用户提供一种直观的方式来准确理解事件演化,然而微博数据稀疏和上下文缺乏的特点为故事线抽取带来了挑战。因此,通过两个连续的任务从微博数据中自动抽取故事线：1）基于微博传播影响力对事件进行建模,并提取出首要事件;2）基于事件特征建立异构事件图,提出事件图卷积网络（E-GCN）模型来提升对事件间隐式关系的学习能力,从而实现事件的故事分支预测并链接事件。在真实数据集上从故事分支和故事线两个角度进行评测,结果表明所提方法在故事分支生成测评中,相较于贝叶斯模型、斯坦纳树和故事森林在F1值上,在Dataset1上分别高出28个百分点、20个百分点和27个百分点,在Dataset2上分别高出19个百分点、12个百分点和22个百分点;而在故事线抽取评测中,相较于故事时间线、斯坦纳树和故事森林在正确的边准确率上,在Dataset1上分别高出33个百分点、23个百分点和17个百分点,在Dataset2上分别高出12个百分点、3个百分点和9个百分点。     

基于图的人-物交互识别

提出了一种基于图的人与物体的交互（Human-Object Interactions,HOIs）识别方法。为了对静态图像中人与物体间丰富的交互关系进行有效的表示,采用具有强大关系建模能力的图结构为图像生成对应的人-物交互关系图。为了对图像中上下文（context）信息加以利用,提出了引入注意力机制的特征处理网络（Feature Processing Network,FPNet）。通过图注意力（Graph Attention Network,GAT）网络完成对真实的HOIs的检测和识别。该方法在V-COCO数据集与HICO-DET数据集上进行了验证,并与其他方法进行了比较,结果表明该方法具有较好的效果。     

基于词共现与图卷积的文本分类方法

针对文本分类任务中标注数量少的问题,提出了一种基于词共现与图卷积相结合的半监督文本分类方法。模型使用词共现方法统计语料库中单词的词共现信息,过滤词共现信息建立一个包含单词节点和文档节点的大型图结构的文本图,将文本图中邻接矩阵和关于节点的特征矩阵输入到结合注意力机制的图卷积神经网络中实现了对文本的分类。实验结果表明,与目前多种文本分类算法相比,该方法在经典数据集20NG、Ohsumed和MR上均取得了更好的效果。     

基于GNN的矩阵分解推荐算法

相较于协同过滤,矩阵分解有着更好的拓展性和灵活性,但同样受到数据稀疏和冷启动的困扰。针对上述问题,提出一种融合GNN和PMF的推荐算法GNN_MF。该算法通过神经网络对社交网络图以及用户项目图进行建模,将两个图内在的联系起来,学习目标用户在社会空间以及项目空间上的特征向量。通过MLP将两个特征向量串联提取用户的潜在特征向量,集成在概率矩阵分解模型上,产生预测评分。在真实数据集Epinions、Ciao上的大量实验表明,GNN_MF算法的均方根误差和平均绝对误差较传统PMF分别降低了2.91%、3.10%和4.83%、3.84%。验证了GNN_MF算法在推荐系统中的有效性以及可行性。     

基于多模态特征学习的人体行为识别方法

由于从单一行为模态中获取的特征难以准确地表达复杂的人体动作,本文提出基于多模态特征学习的人体行为识别算法.首先采用两条通道分别提取行为视频的RGB特征和3D骨骼特征,第1条通道C3DP-LA网络由两部分组成:(1)包含时空金字塔池化(Spatial Temporal Pyramid Pooling,STPP)的改进3D CNN;(2)基于时空注意力机制的LSTM,第2条通道为时空图卷积网络(ST-GCN),然后,本文将提取到的两种特征融合使其优势互补,最后用Softmax分类器对融合特征进行分类,并在公开数据集UCF101和NTU RGB+D上验证.实验表明,本文提出的方法与现有行为识别算法相比具有较高的识别准确度.     

基于交互式图割算法的结肠组织提取

针对腹部CT医学图像中结肠组织自身局部特征的问题,研究了一种基于交互式Graph Cuts结肠组织的分割方法。首先人工标定一部分体素标记为＂目标＂和＂背景＂种子点。然后将图像映射成网络图,通过相邻像素间的灰度特征分配边的权重值,采用26邻域系统实现三维图像的分割。最后使用最大流/最小割方法最小化能量函数,得到结肠区域。实验结果表明,交互式的图割算法能够准确地从三维腹部CT医学图像中提取出结肠组织,体现了结肠数据的局部特征。算法能自动将所有腹部CT切片的结肠组织分割出来,实验获得的结果有利于结肠病变的发现和精确定位。     

液压系统齿轮泵故障树分析

介绍了故障树分析方法.以液压系统齿轮泵为例,通过分析系统故障形式、液压系统结构以及组件与系统之间的逻辑关系,绘制了系统的故障树,再通过最小割集的求解和重要度分析对其进行定性和定量的分析.此方法简便、直观、实用,应用于液压系统故障诊断中能够取得令人满意的效果.     

Approximation of graph edit distance based on Hausdorff matching

Graph edit distance is a powerful and flexible method for error-tolerant graph matching. Yet it can only be calculated for small graphs in practice due to its exponential time complexity when considering unconstrained graphs. In this paper we propose a quadratic time approximation of graph edit distance based on Hausdorff matching. In a series of experiments we analyze the performance of the proposed Hausdorff edit distance in the context of graph classification and compare it with a cubic time algorithm based on the assignment problem. Investigated applications include nearest neighbor classification of graphs representing letter drawings, fingerprints, and molecular compounds as well as hidden Markov model classification of vector space embedded graphs representing handwriting. In many cases, a substantial speedup is achieved with only a minor loss in accuracy or, in one case, even with a gain in accuracy. Overall, the proposed Hausdorff edit distance shows a promising potential in terms of flexibility, efficiency, and accuracy.