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自适应异构联邦学习

中国图象图形学报 2024年第7期29卷 1849-1860页

作者：黄文柯叶茫杜博武汉大学计算机学院武汉430072

目的模型异构联邦学习由于允许参与者在不损害隐私的情况下独立设计其独特模型而受到越来越多的关注。现有的方法通常依赖于公共共享的相关数据或全局模型进行通信,极大地限制了适用性。且每个参与者的私有数据通常以不同的分布收集,... 详细信息

目的模型异构联邦学习由于允许参与者在不损害隐私的情况下独立设计其独特模型而受到越来越多的关注。现有的方法通常依赖于公共共享的相关数据或全局模型进行通信,极大地限制了适用性。且每个参与者的私有数据通常以不同的分布收集,导致数据异构问题。为了同时处理模型异构和数据异构,本文提出了一种新颖的自适应异构联邦学习方法。方法给定一个随机生成的输入信号(例如,随机噪声),自适应异构联邦学习直接通过对齐输出逻辑层分布来实现异构模型之间的通信,实现协作知识共享。主要优势是在不依赖额外相关数据收集或共享模型设计的情况下解决了模型异构问题。为了进一步解决数据异构问题,本文提出了在模型和样本层面上进行自适应权重更新。因此,自适应异构联邦学习(adaptive heteogeneous federated learning,AHF)允许参与者通过模型输出在无关数据上的差异和强调“有意义”的样本来学习丰富多样的知识。结果通过在不同的联邦学习任务上使用随机噪声输入进行通信,进行了广泛的实验,显示出比竞争方法更高的域内精确度和更好的跨域泛化性能。结论本文方法提供了一个简单而有效的基准,为异构联邦学习的未来发展奠定基础。

关键词：联邦学习(FL) 模型异构数据异构随机噪声异构联邦学习

基于深度主动学习的科技文献摘要结构功能识别研究

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数据分析与知识发现 2024年第6期8卷 44-55页

作者：毛进陈子洋武汉大学信息资源研究中心武汉430072 武汉大学信息管理学院武汉430072

【目的】探究不同深度主动学习方法对科技文献摘要的结构功能识别效果和标注成本。【方法】提出基于主动学习和序列标注的科技文献摘要结构功能识别方法,构建考虑句间上下文序列信息的SciBERTBiLSTM-CRF模型(SBCA),然后分别提出基于摘... 详细信息

【目的】探究不同深度主动学习方法对科技文献摘要的结构功能识别效果和标注成本。【方法】提出基于主动学习和序列标注的科技文献摘要结构功能识别方法,构建考虑句间上下文序列信息的SciBERTBiLSTM-CRF模型(SBCA),然后分别提出基于摘要单句和摘要全文两个维度的基于不确定性的主动学习策略,并在PubMed 20K数据集上进行实验。【结果】SBCA模型具有最佳的识别效果,与不考虑序列信息仅使用SciBERT模型相比,F1值提升了11.93个百分点。使用基于整篇摘要的最小置信度策略达到SBCA模型的最优F1值仅需使用60%数据,使用基于单句的最小置信度策略达到SBCA模型的最优F1值仅需使用65%数据。【局限】本研究中仅构建了基于不确定性的主动学习查询策略,未考虑构建其他类别的查询策略。【结论】基于深度主动学习的方法有助于在更低注释成本的前提下进行摘要结构功能识别。

关键词：深度学习文献结构功能识别语步主动学习知识组织

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引力透镜时间延迟研究进展

科学通报 2024年第1期69卷 80-95页

作者：廖恺武汉大学物理科学与技术学院武汉430072

引力透镜效应是天文学研究经常用到的重要工具.这个效应中一个有趣的现象是同一天体源在某些情形下能够产生多个像.这些像依次到达地球并被人们观测到.它们之间的到达时间差称为时间延迟,携带着丰富的天文学信息.针对不同的天体源,人们... 详细信息

引力透镜效应是天文学研究经常用到的重要工具.这个效应中一个有趣的现象是同一天体源在某些情形下能够产生多个像.这些像依次到达地球并被人们观测到.它们之间的到达时间差称为时间延迟,携带着丰富的天文学信息.针对不同的天体源,人们发展出特定的观测策略和算法来测量时间延迟.传统的时间延迟观测源为透镜化的类星体.它们的时间延迟是通过对比光变曲线来测量的.在韦布望远镜时代,类星体时间延迟将给出准确的哈勃常数测量值,以期解决当前“哈勃常数争论”.同时,随着时域天文学时代的开启,透镜化的瞬变源,例如各类型的超新星、伽马射线暴及其余辉、快速射电暴和引力波也将被人们大量观测到.对于这些源,时间延迟测量有可能变得更加容易和准确.瞬变源透镜系统将带给我们更多关于引力本性、暗物质性质以及宇宙膨胀的信息.本文基于国内外在时间延迟领域的最新研究进展,介绍了时间延迟的测量方法、测量现状以及它在检验基础物理、研究天体物理和宇宙学方面的应用.

关键词：引力透镜时间延迟类星体瞬变源宇宙学

基于异常感知的变分图自编码器的图级异常检测算法

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计算机研究与发展 2024年第8期61卷 1968-1981页

作者：林馥李明康罗学雄张书豪张越王梓桐武汉大学计算机学院武汉430072 麦考瑞大学计算机学院澳大利亚悉尼2122 武汉大学网络安全学院武汉430072

图异常检测在识别复杂数据结构的异常模式中具有重要作用,被广泛地应用于有害分子识别、金融欺诈检测、社交网络分析等领域.但目前的图异常检测研究大多数聚焦在节点级别的异常检测,针对图级别的异常检测方法仍然较少,且这些方法并不能... 详细信息

图异常检测在识别复杂数据结构的异常模式中具有重要作用,被广泛地应用于有害分子识别、金融欺诈检测、社交网络分析等领域.但目前的图异常检测研究大多数聚焦在节点级别的异常检测,针对图级别的异常检测方法仍然较少,且这些方法并不能对异常图数据进行充分挖掘,且对异常标签比较敏感,无法有效地捕捉异常样本的特征,存在模型泛化能力差、性能翻转问题,异常检测能力有待提升.提出了一种基于异常感知的变分图自编码器的图级异常检测算法(anomaly-aware variational graph autoencoder based graph-level anomaly detection algorithm,VGAE-D),利用具有异常感知能力的变分图自编码器提取正常图和异常图数据的特征,并差异化正常图和异常图在编码空间中的编码信息分布,对图编码信息进一步挖掘来计算图的异常得分.在不同领域的8个公开数据集上进行实验,实验结果表明,提出的图级别异常检测方法能有效地对不同数据集中的异常图进行识别,异常检测性能高于目前主流的图级别异常方法,且具有少异常样本学习能力,较大程度上克服了性能翻转问题.

关键词：图级别异常检测图神经网络变分图自编码器图表示学习少样本学习

基于ERNIE和DPCNN的科技文献摘要结构要素识别

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数据分析与知识发现 2024年第1期8卷 125-134页

作者：胡忠义税典程吴江武汉大学信息管理学院武汉430072 武汉大学电子商务研究与发展中心武汉430072

【目的】构建一种高效的科技文献摘要结构要素识别模型,实现对一段式摘要的结构要素识别。【方法】以知识增强语义表示模型(ERNIE)对科技文献的摘要文本进行表征,通过深度金字塔卷积神经网络(DPCNN)进行文本特征抽取,构建科技文献摘要... 详细信息

【目的】构建一种高效的科技文献摘要结构要素识别模型,实现对一段式摘要的结构要素识别。【方法】以知识增强语义表示模型(ERNIE)对科技文献的摘要文本进行表征,通过深度金字塔卷积神经网络(DPCNN)进行文本特征抽取,构建科技文献摘要结构要素识别模型。【结果】所构建的模型在图书情报领域数据集上识别文献摘要结构要素的精确率、召回率、F1宏平均值均高于0.95,比基准模型具有更好的识别性能。【局限】使用的语料具有一定的领域倾向,模型的领域通用性还有待验证。【结论】构建的模型可以更好地对文本特征进行抽取,有效提升了科技文献摘要结构要素的识别性能。

关键词：摘要结构要素识别文本表征 ERNIE DPCNN

钯催化P(Ⅲ)导向的不对称C—H键芳基化构建平面手性二茂铁

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有机化学 2024年第5期44卷 1693-1694页

作者：刘泽全周强辉武汉大学化学与分子科学学院武汉430072

茂金属由于其独特的三明治结构,在有机合成、制药和材料科学领域有着广泛的应用.通过在金属茂环上引入两个或两个以上的不同取代基,可打破茂金属骨架整体的对称性从而具有平面手性.平面手性二茂铁是最具代表性的平面手性茂金属化合物^([... 详细信息

茂金属由于其独特的三明治结构,在有机合成、制药和材料科学领域有着广泛的应用.通过在金属茂环上引入两个或两个以上的不同取代基,可打破茂金属骨架整体的对称性从而具有平面手性.平面手性二茂铁是最具代表性的平面手性茂金属化合物^([1-2]).自1951年二茂铁结构确定以来,此类含平面手性的骨架在学术界与工业界得到广泛研究.

关键词：平面手性茂金属化合物芳基化钯催化二茂铁 (Ⅲ) 三明治结构金属骨架

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差分信息引导的三分支洪涝水淹道路检测网络

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第8期49卷 1456-1465页

作者：冯昊亮苏鑫朱武张双成袁强强李振洪武汉大学测绘学院湖北武汉430079 武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054

洪涝灾害是一种极具破坏力的自然灾害,其产生原因主要包括强降水、风暴潮以及水坝溃堤等,当城市、乡镇等居住区域发生洪涝灾害时,洪水会直接威胁到居民的生命财产安全,同时造成陆上及地下交通瘫痪、水电运输中断等。在洪涝灾害的抢险救... 详细信息

洪涝灾害是一种极具破坏力的自然灾害,其产生原因主要包括强降水、风暴潮以及水坝溃堤等,当城市、乡镇等居住区域发生洪涝灾害时,洪水会直接威胁到居民的生命财产安全,同时造成陆上及地下交通瘫痪、水电运输中断等。在洪涝灾害的抢险救灾过程中,快速准确地对洪涝淹没道路进行识别,有利于制定合适的人员转运及物资运送路线,减少洪涝带来的后续损失。针对当前洪涝灾害场景下的道路无法实现准确自动化识别的问题,提出了一种基于差分信息引导的洪涝水淹道路检测方法,该方法采用了三支路的编码器-解码器结构,利用条带卷积提取道路特征,协调双注意力机制引导网络学习多时相差分信息,挖掘水淹道路的时相信息。该方法能有效利用灾前的历史光学遥感影像和灾中的实时光学遥感影像对受灾区域内已被水淹和未被水淹的道路进行检测,并在自建数据集上进行对比实验,所提出网络对灾前道路的识别精确率为0.8381,召回率为0.6668,对灾中道路的识别精确率为0.7966,召回率为0.6074,对受灾区域识别精确率为0.7800,召回率为0.6614。结果表明,所提出方法达成了自动化识别洪涝灾区水淹道路的目标,其识别已被水淹道路及未被水淹道路的能力可为洪涝灾害的抢险救援提供有力支持,减小洪涝灾害带来的生命及财产损失。

关键词：遥感洪涝灾害水淹道路检测深度学习

地理环境相关的儿童近视眼内外暴露因素及分析方法的研究进展

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中华眼科杂志 2024年第4期60卷 378-383页

作者：崔淇徐奕爽顾竞赛杨森花向红花蒂豪武汉大学测绘学院武汉430079 武汉大学人民医院眼科中心武汉430000

近视眼问题已经成为全球的一项严峻的公共卫生挑战, 形成了一股世界范围内的热潮。近视眼患病率的上升可能导致相关并发症的增多, 给个人带来不可逆的视力障碍, 同时也对社会经济产生巨大负担。本综述概括了儿童近视眼发生发展的内外暴... 详细信息

近视眼问题已经成为全球的一项严峻的公共卫生挑战, 形成了一股世界范围内的热潮。近视眼患病率的上升可能导致相关并发症的增多, 给个人带来不可逆的视力障碍, 同时也对社会经济产生巨大负担。本综述概括了儿童近视眼发生发展的内外暴露因素, 特别关注地理环境外暴露因素与内暴露因素的交互作用, 对传统研究方法在儿童近视眼与地理环境因素关联方面存在的缺陷进行了分析, 并引入了两种空间回归方法, 即基于频率估计和基于贝叶斯估计的方法。通过总结这两种方法在研究儿童近视眼的地理环境相关外暴露因素的应用可行性和优势, 为制定考虑地理环境的区域性儿童近视眼防控策略提供了新的思路。

关键词：近视地理学环境暴露后成说,遗传代谢组空间回归影响因素分析儿童

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面向连接关键词可搜索加密的查询恢复攻击

通信学报 2024年第8期45卷 125-135页

作者：杜瑞颖沈蓓何琨赵陈斌王贝宁陈晶武汉大学国家网络安全学院湖北武汉430040

为了恢复连接关键词可搜索加密方案中的用户查询,提出了2种针对连接查询可搜索加密方案的攻击方法,分别是交叉泄露攻击和频率匹配攻击。首先,从泄露中提取候选关键词集合;然后,分别利用关键词对结果模式泄露和查询频率信息进行过滤。结... 详细信息

为了恢复连接关键词可搜索加密方案中的用户查询,提出了2种针对连接查询可搜索加密方案的攻击方法,分别是交叉泄露攻击和频率匹配攻击。首先,从泄露中提取候选关键词集合;然后,分别利用关键词对结果模式泄露和查询频率信息进行过滤。结果表明,在交叉泄露攻击中,当攻击者仅掌握10%的数据集时,若关键词在空间为100,查询恢复的准确率可高达90%,将关键词空间扩大至1000,攻击者依然能够恢复50%以上的查询;在频率匹配攻击中,即使攻击者仅已知不准确的频率分布信息,也至少可以准确恢复70%的查询。

关键词：云存储可搜索加密连接关键词查询查询恢复攻击