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面向新工科的“数据挖掘”课程创新体系探索与实践

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高等工程教育研究 2025年第1期 68-74页

作者：冯林李子豪韩鸿宇李晓宁四川师范大学计算机科学学院

针对大数据、人工智能、数字经济等新质生产力对数据挖掘人才的需求，建立了以“知识&应用创新能力&素质(Knowledge&application Innovation Abilities&Qualities, KIAQ)”为核心价值的“数据挖掘”课程体系，形成了具有新工科特点的“... 详细信息

针对大数据、人工智能、数字经济等新质生产力对数据挖掘人才的需求，建立了以“知识&应用创新能力&素质(Knowledge&application Innovation Abilities&Qualities, KIAQ)”为核心价值的“数据挖掘”课程体系，形成了具有新工科特点的“数据挖掘”知识结构。多年的课程实施结果表明，新的课程创新体系较好地解决了传统教学方法存在的问题，有效实现了课程目标。

关键词：新工科数据挖掘创新能力教学改革实践教学

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面向大规模图像检索的哈希学习综述

软件学报 2025年第1期36卷 79-106页

作者：张雪凝刘兴波宋井宽聂秀山王少华尹义龙山东大学软件学院山东建筑大学计算机科学与技术学院电子科技大学计算机科学与工程学院

随着互联网空间中图像数据的爆发式增长和图像应用领域的拓宽,大规模图像检索的需求与日俱增.哈希学习为大规模图像检索提供显著的存储与检索效率,并成为近年来一个研究热点.现有哈希学习综述存在着时效性弱与技术路线不清晰的问题,即... 详细信息

随着互联网空间中图像数据的爆发式增长和图像应用领域的拓宽,大规模图像检索的需求与日俱增.哈希学习为大规模图像检索提供显著的存储与检索效率,并成为近年来一个研究热点.现有哈希学习综述存在着时效性弱与技术路线不清晰的问题,即多总结5–10年前的研究成果,且较少总结哈希学习算法各组成部分间的关联关系.鉴于此,通过总结近20年公开发表的哈希学习文献,对面向大规模图像检索的哈希学习进行系统的综述性研究.首先,介绍哈希学习的技术路线和哈希学习算法的主要组成部分,包括损失函数、优化策略及样本外扩展映射.其次,将面向图像检索的哈希学习算法分为无监督哈希方法和监督哈希方法两类,并分别梳理每类方法的研究现状和演化过程.然后,介绍哈希学习算法评估通用的图像数据集与评估指标,并通过对比实验分析部分经典算法的性能.最后,结合哈希学习的局限性与新挑战对其发展前景进行阶段性总结与展望.

关键词：图像检索大规模数据近似最近邻检索哈希学习相似性保持

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文档级神经机器翻译综述

软件学报 2025年第1期36卷 152-183页

作者：吕星林李军辉陶仕敏杨浩张民苏州大学计算机科学与技术学院华为翻译中心

机器翻译(machine translation, MT)研究旨在构建一个自动转换系统,将给定源语言序列自动地转换为具有相同语义的目标语言序列.由于机器翻译广阔的应用场景,使其成为自然语言理解领域乃至人工智能领域的一个重要的研究方向.近年来,端到... 详细信息

机器翻译(machine translation, MT)研究旨在构建一个自动转换系统,将给定源语言序列自动地转换为具有相同语义的目标语言序列.由于机器翻译广阔的应用场景,使其成为自然语言理解领域乃至人工智能领域的一个重要的研究方向.近年来,端到端的神经机器翻译(neural machine translation, NMT)方法显著超越了统计机器翻译(statistical machine translation, SMT)方法,成为目前机器翻译研究的主流方法.然而,神经机器翻译系统通常以句子为翻译单位,在面向文档的翻译场景中,将文档中每个句子独立地进行翻译,会因脱离文档的篇章语境引起一些篇章级的错误,如词语错翻、句子间不连贯等.因此将文档级的信息融入到翻译的过程中去解决跨句的篇章级错误是更加自然和合理的做法,文档级的神经机器翻译(document-level neural machine translation, DNMT)的目标正是如此,成为机器翻译研究的热门方向.调研了近年来在文档级神经机器翻译研究方向的主要工作,从篇章评测方法、使用的数据集和模型方法等方面系统地对当前研究工作进行了归纳与阐述,目的是帮助研究者们快速了解文档级神经机器翻译研究现状以及未来的发展和研究方向.同时在文中也阐述了在文档级神经机器翻译的一些展望、困难和挑战,希望能带给研究者们一些启发.

关键词：神经机器翻译 Transformer模型文档上下文篇章评测

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基于区块链的民航旅客隐私信息保护方案

郑州大学学报(理学版) 2025年第2期57卷 69-77页

作者：李文轩曹卫东中国民航大学计算机科学与技术学院

目前的民航信息系统必须获取机票和旅客明文信息，才能进行出行验证，存在很高的旅客隐私信息泄露风险。针对此问题，提出一种基于区块链的民航旅客隐私信息保护方案。首先利用网络身份标识和数字证书技术实现区块链账户的实名制注册，... 详细信息

目前的民航信息系统必须获取机票和旅客明文信息，才能进行出行验证，存在很高的旅客隐私信息泄露风险。针对此问题，提出一种基于区块链的民航旅客隐私信息保护方案。首先利用网络身份标识和数字证书技术实现区块链账户的实名制注册，确保信息的真实性；其次采用零知识证明和环签名叠加构造安全的信息认证协议，实现旅客隐私信息完全匿名验证，确保真实信息匿名可验证性；进一步对存储在区块链上的敏感信息利用K-匿名技术脱敏，加强信息的安全存储。实验结果和性能分析表明，该方案能够提供安全有效的民航旅客隐私信息保护，且必要的信息验证总耗时满足效率需求。

关键词：民航旅客信息隐私信息保护区块链零知识证明 K-匿名技术

图像处理中CNN与视觉Transformer混合模型研究综述

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计算机科学与探索 2025年第1期19卷 30-44页

作者：郭佳霖智敏殷雁君葛湘巍内蒙古师范大学计算机科学技术学院

卷积神经网络（CNN）与视觉Transformer是目前图像处理领域中两大重要的深度学习模型，两者经过多年来不断的研究与进步，已在该领域取得了非凡的成就。近些年来，CNN与视觉Transformer的混合模型正在逐步兴起，广泛的研究不断克服两种... 详细信息

卷积神经网络（CNN）与视觉Transformer是目前图像处理领域中两大重要的深度学习模型，两者经过多年来不断的研究与进步，已在该领域取得了非凡的成就。近些年来，CNN与视觉Transformer的混合模型正在逐步兴起，广泛的研究不断克服两种模型存在的弱项，高效地发挥出各自的亮点，在图像处理任务中表现出优异的效果。基于CNN与视觉Transformer混合模型进行深入阐述。总体概述了CNN与Vision Transformer模型的架构和优缺点，并总结混合模型的概念及优势。围绕串行结构融合方式、并行结构融合方式、层级交叉结构融合方式以及其他融合方式等四个方面全面回顾梳理了混合模型的研究现状和实际进展，并针对各种融合方式的主要代表模型进行总结与剖析，从多方面对典型混合模型进行评价对比。多角度叙述了混合模型在图像识别、图像分类、目标检测和图像分割等实际图像处理特定领域中应用研究，展现出混合模型在具体实践中的适用性和高效性。深入分析混合模型未来研究方向，并为后续该模型在图像处理中的研究与应用提出展望。

关键词：卷积神经网络(CNN) 视觉Transformer 混合模型图像处理深度学习

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基于最大影响力集合的主动学习方法

计算机科学 2025年第1期52卷 289-297页

作者：李雅和谢志鹏复旦大学计算机科学技术学院上海200438

随着深度学习技术的不断进步,其已经在许多领域广泛应用。但深度模型的训练需要消耗大量标注数据,时间与资源成本高,如何利用尽可能少的标注数据达到最佳模型效果成为一个重要的研究课题。主动学习的提出正是为了解决这一问题,其旨在选... 详细信息

随着深度学习技术的不断进步,其已经在许多领域广泛应用。但深度模型的训练需要消耗大量标注数据,时间与资源成本高,如何利用尽可能少的标注数据达到最佳模型效果成为一个重要的研究课题。主动学习的提出正是为了解决这一问题,其旨在选择最有价值的样本进行标注并用于模型训练。传统的主动学习策略通常关注不确定性或多样性,旨在查询最困难或最具代表性的样本。然而,在主动学习问题中,这些方法通常没有考虑标注样本和无标注样本之间的交互作用。另一类主动学习方法则使用辅助网络进行样本选择,但这些方法通常会增加计算复杂度。在上述背景下,提出一种新的主动学习算法,旨在通过考虑不同样本之间的相互作用,综合衡量候选样本对其他样本的影响力与不确定性,来最大限度地提高模型的整体性能增益。所提算法首先根据样本隐含层表征之间的距离估计样本相互之间的影响力,进一步根据候选样本的影响力与无标注样本的不确定性估计该样本能够带来的潜在增益,并迭代地选择全局增益最大的样本进行标注。进一步在一系列不同领域的多种任务上将该方法与其他主动学习策略进行了比较,实验结果表明,该方法在所有任务中的表现均显著优于所有基线方法。进一步的量化分析实验也证明该方法在不确定性和多样性之间取得了良好的权衡,并探究了主动学习不同阶段应该注重的因素。

关键词：主动学习深度学习不确定性

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基于符号知识的选项发现方法

计算机科学 2025年第1期52卷 277-288页

作者：王麒迪沈立炜吴天一复旦大学计算机科学技术学院上海200438

基于选项(Option)的层次化策略学习是分层强化学习领域的一种主要实现方式。其中,选项表示特定动作的时序抽象,一组选项以多层次组合的方式可解决复杂的强化学习任务。针对选项发现这一目标,已有的研究工作使用监督或无监督方式从非结... 详细信息

基于选项(Option)的层次化策略学习是分层强化学习领域的一种主要实现方式。其中,选项表示特定动作的时序抽象,一组选项以多层次组合的方式可解决复杂的强化学习任务。针对选项发现这一目标,已有的研究工作使用监督或无监督方式从非结构化演示轨迹中自动发现有意义的选项。然而,基于监督的选项发现过程需要人为分解任务问题并定义选项策略,带来了大量的额外负担;无监督方式发现的选项则难以包含丰富语义,限制了后续选项的重用。为此,提出一种基于符号知识的选项发现方法,只需对环境符号建模,所得知识可指导环境中多种任务的选项发现,并为发现的选项赋予符号语义,从而在新任务执行时被重复使用。将选项发现过程分解为轨迹切割和行为克隆两阶段步骤:轨迹切割旨在从演示轨迹提取具备语义的轨迹片段,为此训练一个面向演示轨迹的切割模型,引入符号知识定义强化学习奖励评价切割的准确性;行为克隆根据切割得到的数据监督训练选项,旨在使选项模仿轨迹行为。使用所提方法在多个包括离散和连续空间的领域环境中分别进行了选项发现和选项重用实验。选项发现中轨迹切割部分的实验结果显示,所提方法在离散和连续空间环境中的切割准确率均高出基线方法数个百分点,并在复杂环境任务的切割中提高到20%。另外,选项重用实验的结果证明,相较于基线方法,赋予符号语义增强的选项在新任务重用上拥有更快的训练速度,并在基线方法无法完成的复杂任务中仍然得到良好收敛。

关键词：分层强化学习演示学习选项发现马尔可夫决策过程

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面向自动语音识别系统的对抗样本生成方法

计算机科学与探索 2025年第1期19卷 253-263页

作者：于振华苏玉璠叶鸥丛旭亚西安科技大学计算机科学与技术学院

通过对系统进行对抗攻击可以检测系统漏洞，进而提高系统鲁棒性。然而，对抗攻击前往往需要系统的参数信息，这使得攻击条件受限。为此，结合一种新的量子粒子群优化算法，提出一种黑盒有目标对抗攻击方法。该方法通过在原始样本中添加... 详细信息

通过对系统进行对抗攻击可以检测系统漏洞，进而提高系统鲁棒性。然而，对抗攻击前往往需要系统的参数信息，这使得攻击条件受限。为此，结合一种新的量子粒子群优化算法，提出一种黑盒有目标对抗攻击方法。该方法通过在原始样本中添加微小噪声，构造差异化粒子群，作为初始对抗样本种群；基于记忆搜索的领域重分布策略得到当前种群的全局最优粒子，从而生成初始对抗样本；融入扩维和自适应权重位置更新，使得种群更接近目标；根据对抗样本与目标语句的编辑距离，继续优化初始对抗样本，生成最终对抗样本。为了验证方法的攻击效果，在GoogleSpeech、LibriSpeech以及CommonVoice数据集上，对语音识别模型DeepSpeech进行实验，将目标语句设置为不同场景中的常见语音指令。实验结果表明，提出的方法在三个数据集上成功率都优于对比方法，其中在Common Voice数据集上的成功率比对比方法提升了10个百分点。同时，召集志愿者对生成的对抗样本噪声强度进行主观评估，其中82.4%的对抗样本被志愿者判断为没有噪声或噪声很小。

关键词：对抗攻击语音识别黑盒攻击样本生成量子粒子群算法梯度评估方法

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图联邦学习:问题、方法与挑战

计算机科学 2025年第1期52卷 362-373页

作者：王鑫熊书博孙凌云浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023 浙江大学计算机科学与技术学院杭州310058

图作为一种高效、灵活、通用的数据结构,在多个学科领域得到了广泛应用。近年来,基于图的深度学习算法不断涌现,并在社交网络、生物信息学、推荐系统等领域取得显著成效。尽管公开的图数据量在增加,但高质量的数据往往分散在不同的数据... 详细信息

图作为一种高效、灵活、通用的数据结构,在多个学科领域得到了广泛应用。近年来,基于图的深度学习算法不断涌现,并在社交网络、生物信息学、推荐系统等领域取得显著成效。尽管公开的图数据量在增加,但高质量的数据往往分散在不同的数据所有者手中。随着社会对数据隐私保护要求的提高,现有的图学习算法面临着许多挑战。图联邦学习作为一种有效的解决方案应运而生。文中系统回顾了图联邦学习领域近五年的研究进展,将该领域的核心问题划分为3个部分,并在结构上进行了垂直整合,在关系上进行了递进阐述,包括:1)原始图数据差异导致的结构异构性;2)图联邦特性导致的模型聚合问题;3)模型整体调优方面的挑战。针对每个问题,详细分析了代表性工作及其优缺点,并总结了图联邦学习领域的典型应用和未来挑战。

关键词：联邦学习图神经网络图联邦学习隐私计算