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融合知识图谱与协同过滤的微地图推荐

地球信息科学学报 2024年第4期26卷 967-977页

作者：牛雪磊杨军闫浩文兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

针对推荐系统中数据稀疏问题,传统的协同过滤算法无法捕捉辅助信息之间的相关性,从而降低了推荐的准确性。为此,本文提出融合知识图谱的协同过滤模型(Knowledge Graph Embedding Collaborative Filtering,KGCF),引入知识图谱作为辅助信... 详细信息

针对推荐系统中数据稀疏问题,传统的协同过滤算法无法捕捉辅助信息之间的相关性,从而降低了推荐的准确性。为此,本文提出融合知识图谱的协同过滤模型(Knowledge Graph Embedding Collaborative Filtering,KGCF),引入知识图谱作为辅助信息,利用知识图谱中多源结构性的数据来缓解数据稀疏问题。KGCF模型结合知识图谱的语义信息和协同过滤的偏好信息,能够挖掘出用户和微地图的隐语义交互信息,从而达到“千人千面”的推荐效果。(1)融合知识图谱和协同过滤算法对微地图数据集进行采集训练;(2)通过皮尔逊相关系数计算出用户之间的相似矩阵,并对稀疏的评分矩阵进行隐语义矩阵分解,采用基准(Baseline)得到用户和微地图地名的偏好信息;(3)通过知识图谱将微地图语义信息转化为低维向量,采用余弦相似度计算出微地图地名之间的相似矩阵;(4)将用户和微地图地名结合为一个推荐结果集。通过在微地图数据集上实验,证明了本文提出的KGCF模型能有效解决数据稀疏,可准确为用户推荐感兴趣的微地图。

关键词：知识图谱协同过滤数据稀疏微地图推荐系统结构性数据隐语义

融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐

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地球信息科学学报 2024年第1期26卷 158-169页

作者：杨军王琛锡闫浩文兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070

针对现有微地图(WeMaps)推荐算法未充分挖掘用户与微地图特征,推荐结果准确率较低的问题,提出融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐算法。首先,在用户与地图特征交叉过程中通过引入跳跃连接和多头自注意力机制,让不同特征组合能... 详细信息

针对现有微地图(WeMaps)推荐算法未充分挖掘用户与微地图特征,推荐结果准确率较低的问题,提出融合特征交叉与用户历史行为序列的微地图推荐算法。首先,在用户与地图特征交叉过程中通过引入跳跃连接和多头自注意力机制,让不同特征组合能够自动获得权重,并通过在多个子空间下进行特征交叉获得了更丰富的特征组合信息。其次,在用户历史行为序列中引入了交叉注意力机制,捕捉与候选地图相关的兴趣点。最后,融合特征交叉和用户行为序列模块的输出,获得了综合多个维度的推荐结果。在公开数据集Criteo和自制微地图(WeMaps)数据集上的对数损失值分别为0.4461、0.3797,受试者操作特征曲线下面积值(Area Under the ROC Curve,AUC)分别为0.8052、0.7883。相较于本文对比实验中的二阶特征交叉模型,损失值分别降低了1.7%、14.2%,AUC值提高了0.8%、0.4%。相较于本文对比实验中的高阶特征交叉模型,损失值平均降低了1.3%、2.6%,AUC值平均提高了0.6%,0.2%。较低的损失值和较高的AUC值说明模型进行预测时具有较高的准确性和较好的分类能力。实验结果表明,本文算法不但能为用户提供更为准确的推荐结果,也能使推荐结果具备良好的可解释性。

关键词：微地图推荐算法特征交叉跳跃连接多头自注意力交叉注意力用户历史行为序列可解释性

冷超声乳化模式下乳化手柄的谐振频率跟踪系统设计

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应用声学 2024年

作者：苗清豪巩丽文杨军周盛王晓春中国医学科学院生物医学工程研究所天津迈达医学科技股份有限公司

为解决传统白内障乳化手柄的频率跟踪方法中频率易失谐以及热损伤大的问题，该研究提出了一种冷超声乳化模式下乳化手柄的谐振频率跟踪系统。首先设计了合适的阻抗匹配网络使谐振网络的串并联谐振频率相互远离至1 kHz以上，扩大了系统... 详细信息

为解决传统白内障乳化手柄的频率跟踪方法中频率易失谐以及热损伤大的问题，该研究提出了一种冷超声乳化模式下乳化手柄的谐振频率跟踪系统。首先设计了合适的阻抗匹配网络使谐振网络的串并联谐振频率相互远离至1 kHz以上，扩大了系统的可靠频率跟踪范围，避免了谐振频率误跟踪的问题；接着利用乳化手柄在谐振状态下其两端的电压和电流相位相同的原理，根据谐振网络中电压和电流相位的超前滞后关系来调节驱动信号的频率，以维持手柄谐振。手柄在脉冲冷超声乳化的模式下工作，其产热、散热过程交替进行，以此减少乳化手术对手柄和人眼的热损伤。实际的频率跟踪实验表明，该频率跟踪系统跟踪迅速、准确，乳化手柄工作稳定、振幅大、效率高。手柄在100 ms的周期内交替工作(10 ms)和散热(90 ms)，系统的有效跟踪范围大于2 kHz，频率调节的分辨率为10 Hz，跟踪时间为3 ms左右，振幅能达到100 μm以上，满足了白内障超声乳化手术中的频率跟踪要求。

关键词：冷超声乳化阻抗匹配谐振网络频率跟踪

基于边界点估计与稀疏卷积神经网络的三维点云语义分割

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浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1121-1132页

作者：杨军张琛兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070

针对大规模点云具有稀疏性,传统点云方法提取上下文语义特征不够丰富,并且语义分割结果存在物体边界模糊的问题,提出基于边界点估计与稀疏卷积神经网络的三维点云语义分割算法,主要包括体素分支与点分支.对于体素分支,将原始点云进行体... 详细信息

针对大规模点云具有稀疏性,传统点云方法提取上下文语义特征不够丰富,并且语义分割结果存在物体边界模糊的问题,提出基于边界点估计与稀疏卷积神经网络的三维点云语义分割算法,主要包括体素分支与点分支.对于体素分支,将原始点云进行体素化后经过稀疏卷积得到上下文语义特征;进行解体素化得到每个点的初始语义标签;将初始语义标签输入到边界点估计模块中得到可能的边界点.对于点分支,使用改进的动态图卷积模块提取点云局部几何特征;依次经过空间注意力模块与通道注意力模块增强局部特征;将点分支得到的局部几何特征与体素分支得到的上下文特征融合,增强点云特征的丰富性.本算法在S3DIS数据集和SemanticKITTI数据集上的语义分割精度分别达到69.5%和62.7%.实验结果表明,本研究算法能够提取到更丰富的点云特征,可以对物体的边界区域进行准确分割,具有较好的三维点云语义分割能力.

关键词：点云数据语义分割注意力机制稀疏卷积体素化

可学习动态分组卷积神经网络的大规模点云分割

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计算机工程与应用 2024年第10期60卷 217-226页

作者：康玥杨军兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

针对现有大规模点云语义分割算法提取特征时冗余干扰信息过多,导致神经网络分割性能较差的问题,提出可学习动态分组卷积神经网络架构,高效准确地实现大规模点云分割。对输入点云以分组的方式进行局部几何特征提取,并通过动态筛选和修剪... 详细信息

针对现有大规模点云语义分割算法提取特征时冗余干扰信息过多,导致神经网络分割性能较差的问题,提出可学习动态分组卷积神经网络架构,高效准确地实现大规模点云分割。对输入点云以分组的方式进行局部几何特征提取,并通过动态筛选和修剪冗余特征通道来减少无用特征信息对神经网络特征识别的干扰,进一步提高网络模型语义分割精度。构建位置编码模块,将点云位置特征映射到高维频域空间,使神经网络充分挖掘点云频域特征信息,增强特征的丰富性。对提取到的局部几何特征和全局单点位置特征进行融合,并构建可学习动态分组卷积神经网络,完成解码得到最终分割结果。实验结果表明,该算法在大规模点云分割数据集S3DIS和SemanticKITTI上的mIoU分别为69.6%和58.3%。与现有点云语义分割方法相比,所提出的网络模型具有更高的分割准确率和较低的参数量。

关键词：大规模点云语义分割可学习动态分组卷积位置编码

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自监督非等距三维模型簇对应关系计算方法

模式识别与人工智能 2024年第3期37卷 253-266页

作者：吴衍杨军张思洋兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 福建技术师范学院大数据与人工智能学院福清350300 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070

针对现有非等距三维模型簇对应关系计算方法准确率较低且泛化能力较差的问题,文中提出采用深度内外特征对齐算法的自监督非等距三维模型簇对应关系计算方法.首先,利用DiffusionNet直接学习原始的三维模型特征,获取具有鉴别力的特征描述... 详细信息

针对现有非等距三维模型簇对应关系计算方法准确率较低且泛化能力较差的问题,文中提出采用深度内外特征对齐算法的自监督非等距三维模型簇对应关系计算方法.首先,利用DiffusionNet直接学习原始的三维模型特征,获取具有鉴别力的特征描述符.然后,使用深度内外特征对齐算法计算非等距模型对之间的对应关系,采用局部流形调和基作为模型本征信息,并结合笛卡尔坐标等外部信息,实现内外部信息对齐一致,以无监督的方式自动生成对应结果.最后,构建非等距模型簇的加权无向图,根据相似几何模型存在内在相关性的原则,设计自监督多模型匹配算法,不断增强模型图最短路径的循环一致性,获得最优的非等距三维模型簇对应关系.实验表明,文中方法对应关系测地误差较小,结果较准确,能处理模型自身对称性影响对应关系计算的问题,具有良好的泛化能力.

关键词：对应关系非等距模型簇自监督深度学习内外特征对齐

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优化谱对齐的三维模型簇一致性对应关系计算

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 84-92页

作者：吴衍杨军张思洋兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070 福建技术师范学院大数据与人工智能学院福建福清350300 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070

为了解决非刚性三维模型簇对应关系计算准确率低、一致性差,且难以实现双射的问题,提出了一种采用优化谱对齐算法和规范一致潜在基的非刚性三维模型簇对应关系计算新方法。首先,利用函数映射的伴随算子实现模型间谱域信息的对齐,计算模... 详细信息

为了解决非刚性三维模型簇对应关系计算准确率低、一致性差,且难以实现双射的问题,提出了一种采用优化谱对齐算法和规范一致潜在基的非刚性三维模型簇对应关系计算新方法。首先,利用函数映射的伴随算子实现模型间谱域信息的对齐,计算模型簇中每个模型对的函数映射矩阵,解决函数映射与逐点映射方向不一致的问题;其次,使用改进的模型映射集合算法为每个模型对的函数映射矩阵赋予相应权重,降低初始化参数的噪声对模型簇对应关系计算结果的影响;最后,在模型簇的对应关系计算过程中加入极限模型的规范一致潜在基,极限模型可以看成模型簇中所有模型的类型结构,是一个具有几何可变性的中间模型,提高算法的一致性和双射性。实验结果表明:与已有算法相比,本算法在FAUST、SCAPE、TOSCA和SHERC’16 Topology数据集上构建的对应关系测地误差最小,能够减少初始化参数的噪声,解决模型自身对称性影响对应关系计算的问题,更加精确地构建出具有一致性和双射性的非刚性三维模型簇对应关系。

关键词：对应关系非刚性三维模型簇优化谱对齐规范一致潜在基函数映射

采用新兴隧穿器件的低功耗微控制器设计与实现

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2264-2273页

作者：蔡浩童辛芳杨军东南大学集成电路学院南京210096

基于隧穿场效应晶体管(TFET)器件的低功耗微控制器设计将器件、电路和系统结合,利用具有超低亚阈值摆幅特性的器件使得电路在非工作情况下达到极低泄露功耗,避免了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件亚阈值摆幅理论极限带来的功... 详细信息

基于隧穿场效应晶体管(TFET)器件的低功耗微控制器设计将器件、电路和系统结合,利用具有超低亚阈值摆幅特性的器件使得电路在非工作情况下达到极低泄露功耗,避免了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件亚阈值摆幅理论极限带来的功耗瓶颈,解决了目前对电池供电设备中微控制器的低功耗需求问题。TFET器件与传统MOSFET器件在工作机理上差异较大,主要体现在关断后具有更低的泄露电流,可以在更低的电压下工作,适用于长休眠电池供电低功耗需求下的物联网应用场景设计。该文调研了近年来TFET器件在低功耗电路设计方面的研究,介绍了传统微控制器的结构以及功耗来源,同时阐述了TFET器件的工作原理、特性以及设计挑战,在数字电路、模拟电路以及系统设计各领域考察了TFET器件的研究发展进程,并对各设计方案进行了优劣势分析,结合文献调研分析了TFET器件在低功耗微控制器设计领域的未来展望。

关键词：物联网低功耗微控制器新型隧穿器件

离心泵进口来流速度扰动不确定性对水力性能及流场的影响

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农业工程学报 2024年第12期40卷 77-85页

作者：陈学炳杨博文张人会郭广强杨军虎兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 甘肃省流体机械及系统重点实验室兰州730050

离心泵运行过程中其进口来流速度随时间的波动对泵的水力性能具有不可忽略的影响,该研究采用非嵌入式多项式混沌(non-intrusive polynomial chaos, NIPC)方法对进口来流速度扰动的不确定性进行量化分析,探究其对离心泵水力性能的影响。... 详细信息

离心泵运行过程中其进口来流速度随时间的波动对泵的水力性能具有不可忽略的影响,该研究采用非嵌入式多项式混沌(non-intrusive polynomial chaos, NIPC)方法对进口来流速度扰动的不确定性进行量化分析,探究其对离心泵水力性能的影响。结果表明:随机来流速度对泵的水力性能具有较大影响,且不确定度越大,其影响越大;进口来流速度扰动会引起泵叶片压力面尾缘与吸力面上压力分布及叶轮流道内流场的变化,从而造成泵的扬程及效率的波动且波动范围较大;同时,来流不确定性的影响在叶轮内流场中的传播是非对称且非均匀的。不同工况下来流速度随时间的扰动对泵性能的影响有所差异,大部分工况下来流速度扰动会造成泵性能的下降,其中不确定度为5%时,扬程最大可下降0.4 m,效率下降3%。对不同工况下泵的进口流速不确定性进行量化分析,能够对离心泵在整个运行工况下的稳健性进行综合评定,为泵稳健性设计提供一定的基础。

关键词：离心泵流速水力性能不确定性分析非嵌入式多项式混沌