模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能
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2022年 35卷 11期 刊出日期 2022-11-25

论文与报告
综述与评论
研究与应用
信息与动态
 
论文与报告
955 基于自监督学习的不平衡节点分类算法
崔彩霞, 王杰, 庞天杰, 梁吉业
在现实世界的节点分类场景中,只有少部分节点带标签且类标签是不平衡的.然而,大部分已有的方法未同时考虑监督信息缺乏与节点类不平衡这两个问题,不能保证节点分类性能的提升.为此,文中提出基于自监督学习的不平衡节点分类算法.首先,通过图数据增强生成原图的不同视图.然后,利用自监督学习最大化不同视图间节点表示的一致性以学习节点表示.该算法通过自监督学习扩充监督信息,增强节点的表达能力.此外,在交叉熵损失和自监督对比损失的基础上,设计语义约束损失,保持图数据增强中语义的一致性.在三个真实图数据集上的实验表明,文中算法在解决不平衡节点分类问题上具有较优的性能.
2022 Vol. 35 (11): 955-964 [摘要] ( 426 ) [HTML 1KB] [PDF 2813KB] ( 551 )
965 流形正则引导的自适应加权多视角子空间聚类
林燕铭, 陈晓云
现有多视角子空间聚类方法大多学习多视角数据的一致共享信息,并将每个视角的贡献视为同等重要以集成多个视角的差异信息.然而此思想忽略不同视角间可能存在的噪声或冗余,导致最终聚类性能不佳.为此,文中提出流形正则引导的自适应加权多视角子空间聚类算法.算法采用核范数学习每个视角的一致性全局低秩表示信息并利用组效应刻画不同视角的差异信息.根据流形正则的思想,自适应学习每个视角的权重,自动为每个视角的差异信息分配贡献度.再根据自适应权重集成差异信息并融合一致信息,获得最终的共识表示.最后利用该共识表示实现聚类.在6个公开数据集上的实验表明文中算法能有效提升多视角聚类性能.
2022 Vol. 35 (11): 965-976 [摘要] ( 323 ) [HTML 1KB] [PDF 2103KB] ( 395 )
977 网络决策形式背景下基于因果力的邻域推荐算法
范敏, 郭瑞欣, 李金海
网络数据下的概念认知与知识发现是网络数据分析领域的热门研究方向,已应用于推荐系统领域,但是如何构建合理的弱概念集以提高邻域推荐效果仍是一个难题.为了解决该问题,文中提出变精度弱概念集,诱导出包含较多信息量的邻域,在此基础上提出基于因果力的邻域推荐算法.首先,定义相似性网络聚合中心度,确定专家节点,得到变精度弱概念集,进行邻域划分.然后,在每个邻域中利用变精度共有算子得到对象的条件属性弱概念和对象的决策属性弱概念,通过因果力代换原理和相关推论给出邻域推荐算法.在MovieLens、Filmtrust数据集上的对比实验表明,文中算法在精确度、召回率、F1值和运行时间上均有明显提升.
2022 Vol. 35 (11): 977-988 [摘要] ( 380 ) [HTML 1KB] [PDF 721KB] ( 547 )
989 自适应半径选择的近邻邻域分类器
张清华, 肖嘉瑜, 艾志华, 王国胤

在邻域粗糙集中,邻域分类器简单高效.然而,邻域半径作为决定邻域分类器分类性能的关键因素,构建方式存在不足.一方面,邻域半径的构建由于未经过训练过程而缺乏通用性;另一方面,当数据样本分布不均出现空邻域时可导致分类器失效.针对上述问题,文中提出自适应半径选择的近邻邻域分类器(Near Neighborhood Classifier with Adaptive Radius Selection, NNC-AR).首先,基于K近邻算法为训练样本构建训练邻域半径.然后,为了克服传统方法选取邻域半径参数的主观性,对待测试样本定义自适应的近邻邻域半径.最后,为分类器失效的部分测试样本定义新的近似邻域半径,有效提升分类器的泛化能力.实验表明,NNC-AR的F1值和分类精度均较高.

2022 Vol. 35 (11): 989-998 [摘要] ( 461 ) [HTML 1KB] [PDF 738KB] ( 325 )
综述与评论
999 基于无监督表征学习的深度聚类研究进展
侯海薇, 丁世飞, 徐晓
在大数据时代,数据通常具有规模大、维度高、结构复杂的特点,深度聚类利用深度学习结合表征学习与聚类任务,大幅提高聚类在大规模高维数据中的性能.现有文献少有着重从表征学习的角度归纳和分析目前深度聚类的发展概况,也未通过实验分析传统聚类算法、深度聚类算法及不同深度聚类算法之间的差异.因此,文中首先基于无监督表征学习,简要整理深度聚类中常用的聚类算法,重点将深度聚类算法分成基于生成模型的深度聚类与基于判别模型的深度聚类,分析聚类任务中各深度模型的表征学习过程.然后,通过实验对比分析多类算法,归纳总结优缺点,便于开展针对具体任务中的算法选择.最后,为了深度聚类的进一步发展,描述其应用场景,并讨论未来的发展趋势.
2022 Vol. 35 (11): 999-1014 [摘要] ( 684 ) [HTML 1KB] [PDF 865KB] ( 1185 )
研究与应用
1015 时间敏感的城市功能区主题模式发现
刘俊岭, 丁思博, 孙焕良, 于戈, 许景科
城市空间功能结构分析是城市地理信息领域的一个重要研究方向,正确分析空间功能可合理规划资源及方便居民利用城市空间.因此,文中提出时间敏感的城市功能区主题模式发现模型,用于分析随时间变化的城市动态功能区结构.模型中将城市空间网格化处理为多个空间单元,结合用户访问数据和兴趣点(Point of Interest, POI)数据对空间单元进行嵌入表示.在时间维度上对主题特征向量进行聚类后得到具有差异性的特征分布矩阵,完成时段划分.在空间维度上对具有类似特征分布的相邻区域进行合并,最终得到具有时间敏感性的城市功能主题模式.基于北京市共享单车轨迹数据和百度地图查询数据划分动态功能区,可视化展示功能区划分的合理性,并利用聚类评价指标验证文中模型的有效性.
2022 Vol. 35 (11): 1015-1024 [摘要] ( 299 ) [HTML 1KB] [PDF 957KB] ( 300 )
1025 融合语义信息的知识图谱多跳推理模型
李凤英, 何晓蝶, 董荣胜
多跳推理模型在知识图谱中充分挖掘和利用实体间的多步关系,组成路径信息,完成知识推理,然而,目前的稀疏知识图谱多跳推理模型大多存在数据稀少及推理路径可靠性较低等问题.为了解决该问题,文中提出融合语义信息的知识图谱多跳推理模型.首先,将知识图谱中的实体和关系嵌入向量空间,作为强化学习训练的外部环境.然后,利用查询关系和推理路径的语义信息,选择相似度最高的(关系,实体)对扩充智能体进行路径搜索的动作空间,以此弥补推理过程中数据稀少的不足.最后,使用推理路径和查询关系的语义相似度评价推理路径的可靠性,并作为奖励函数反馈给智能体.在多个公开稀疏数据集上的实验表明,文中模型明显提升推理性能.
2022 Vol. 35 (11): 1025-1032 [摘要] ( 424 ) [HTML 1KB] [PDF 720KB] ( 491 )
1033 隐式知识图协同过滤模型
薛峰, 盛一城, 刘康, 桑胜
目前,基于知识图谱的推荐方法利用图神经网络捕获用户偏好和知识实体之间的相关性,实现最优的推荐效果.但这种相关性建模方法依赖于节点(用户、物品或实体)之间的显式关系,具有一定的局限性.针对上述问题,文中提出隐式知识图协同过滤模型(Implicit Knowledge Graph Collaborative Filtering Model, IKGCF).首先,构建隐式协同知识图,一方面消除显式关系对推荐中隐式交互关系的干扰,另一方面解除显式关系对图谱中语义相关性的限制.然后,采用增强的图神经网络模块,执行邻居聚集和消息传播,更好地捕获隐式协同知识图上的高阶相关性.最后,采用层选择机制,得到最终的节点嵌入向量,并对模型进行预测和优化.在3个公开数据集上的实验表明,文中模型推荐效果较优.IKGCF的完整代码开源在https://github.com/hfutmars/IKGCF.
2022 Vol. 35 (11): 1033-1041 [摘要] ( 246 ) [HTML 1KB] [PDF 707KB] ( 865 )
信息与动态
1042 数智赋能 共创未来——2022中国自动化大会在厦门隆重举行
2022 Vol. 35 (11): 1042-1044 [摘要] ( 191 ) [HTML 1KB] [PDF 282KB] ( 362 )
1045 “模式识别与计算机视觉前沿”专题论坛成功举办
2022 Vol. 35 (11): 1045-1046 [摘要] ( 126 ) [HTML 1KB] [PDF 256KB] ( 243 )
模式识别与人工智能
 

主管:中国科学技术协会
主办:中国自动化学会
   国家智能计算机研究开发中心
   中国科学院合肥智能机械研究所
出版:科学出版社
 
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