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面向非稳态场景的生命体征监测优化方法

计算机研究与发展 2024年第2期61卷 481-493页

作者：邱杰凡徐一帆徐瑞吉周栋利池凯凯浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023

使用基于调频连续波的毫米波雷达监测生命体征信息,具有无接触、隐私保护性好、高分辨率以及抗干扰性好等优势,逐渐成为研究热点.然而,目前研究者主要关注如何提高被测对象处于稳态(如静止)时的体征监测效果,但受制于肢体运动对雷达信... 详细信息

使用基于调频连续波的毫米波雷达监测生命体征信息,具有无接触、隐私保护性好、高分辨率以及抗干扰性好等优势,逐渐成为研究热点.然而,目前研究者主要关注如何提高被测对象处于稳态(如静止)时的体征监测效果,但受制于肢体运动对雷达信号的干扰,使得该技术在非稳态场景中的应用受到限制.提出一种基于人体运动状态识别的非稳态场景体征监测方法,以best-effort方式实现了存在大幅度肢体动作的场景中对体征信息的监测,并且能够识别对应的动作类型.首先,根据运动特征计算出带有距离-主导速度信息的特征频谱图.其次,使用一种滑动窗口采样方法以采集连续样本.随后训练ResNet-18网络来识别运动状态以及分类运动类型.最后,基于运动状态分类结果,在运动间歇期提取信号的相位信息,采用变分模态分解算法进行呼吸速率和心率的提取.实验结果表明,训练后的网络可以精确地识别运动状态和运动类型,识别准确率接近97%,识别延迟小于1.1 s.对呼吸和心率的监测结果的平均绝对误差(MAD)下降到1.7 bpm和3.4 bpm.

关键词：毫米波雷达生命体征监测运动状态识别滑动窗口采样残差网络变分模态分解

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基于软标签的OCT内外指纹提取方法

光子学报 2024年第9期53卷 242-257页

作者：张怡龙朱胜明王海霞孙昊浩燕锐浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310000

现有的光学相干层析内外指纹提取方法对轮廓依赖性强,且容易受到噪声和错误的干扰,影响指纹的质量和识别率。为解决该问题,提出一种基于软标签和坐标注意力U-Net的光学相干层析内外部指纹提取方法。在标注过程中,根据角质层和活性表皮... 详细信息

现有的光学相干层析内外指纹提取方法对轮廓依赖性强,且容易受到噪声和错误的干扰,影响指纹的质量和识别率。为解决该问题,提出一种基于软标签和坐标注意力U-Net的光学相干层析内外部指纹提取方法。在标注过程中,根据角质层和活性表皮层轮廓的位置为周围像素分配不同的概率权重,使得接近轮廓中心的像素具有更高的概率权重。然后,利用U-Net网络学习这种概率分布,该设计不仅考虑了轮廓及其周围像素的权重信息,同时减少了噪声和错误的影响,降低了算法对轮廓准确性的依赖性。同时,为了更好地聚焦于角质层和活性表皮层区域的位置信息,还在U-Net网络中引入了坐标注意力模块。最终,根据网络预测的概率分布结果和原始图像的灰度信息,生成内外部指纹图像。实验证明,所提方法显著提升了指纹的质量和匹配性能。

关键词：光学相干层析坐标注意力内外部指纹软标签

基于知识图谱多集池化的健康状态智能评估方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 893-905页

作者：张元鸣肖士易徐雪松程振波肖刚浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

为了从装备传感器监测数据和其他关联数据中提取更全面的时间域和空间域特征信息,提出一种基于知识图谱多集池化的健康状态评估方法。构建了带时间标签的健康知识图谱,以建模装备一段时间内监测数据、部件组成数据和先验知识间的时空依... 详细信息

为了从装备传感器监测数据和其他关联数据中提取更全面的时间域和空间域特征信息,提出一种基于知识图谱多集池化的健康状态评估方法。构建了带时间标签的健康知识图谱,以建模装备一段时间内监测数据、部件组成数据和先验知识间的时空依赖关系。在此基础上,设计了图多集池化网络模型,该模型通过节点特征学习、第一级图池化、自注意力特征学习和第二级图池化能够生成图谱的整体向量表示,将健康状态评估转换为基于表示学习的图谱分类任务。在公开的发动机数据集上对所提方法进行了实验评价,结果表明,该方法能够获得较高的评估准确度,在小样本情况下也表现出良好的优势。

关键词：健康状态评估图神经网络知识图谱时空特征图池化

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融合多模态数据的小样本命名实体识别方法

软件学报 2024年第3期35卷 1107-1124页

作者：张天明张杉刘曦曹斌范菁浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

作为自然语言处理领域的关键子任务,命名实体识别通过提取文本中的关键信息,帮助机器翻译、文本生成、知识图谱构建以及多模态数据融合等许多下游任务深度理解文本蕴含的复杂语义信息,有效地完成任务.在实际生活中,由于时间和人力等成... 详细信息

作为自然语言处理领域的关键子任务,命名实体识别通过提取文本中的关键信息,帮助机器翻译、文本生成、知识图谱构建以及多模态数据融合等许多下游任务深度理解文本蕴含的复杂语义信息,有效地完成任务.在实际生活中,由于时间和人力等成本问题,命名实体识别任务常常受限于标注样本的稀缺.尽管基于文本的小样本命名实体识别方法已取得较好的泛化表现,但由于样本量有限,使得模型能提取的语义信息也十分受限,进而导致模型预测效果依然不佳.针对标注样本稀缺给基于文本的小样本命名实体识别方法带来的挑战,提出了一种融合多模态数据的小样本命名实体识别模型,借助多模态数据提供额外语义信息,帮助模型提升预测效果,进而可以有效提升多模态数据融合、建模效果.该方法将图像信息转化为文本信息作为辅助模态信息,有效地解决了由文本与图像蕴含语义信息粒度不一致导致的模态对齐效果不佳的问题.为了有效地考虑实体识别中的标签依赖关系,使用CRF框架并使用最先进的元学习方法分别作为发射模块和转移模块.为了缓解辅助模态中的噪声样本对模型的负面影响,提出一种基于元学习的通用去噪网络.该去噪网络在数据量十分有限的情况下,依然可以有效地评估辅助模态中不同样本的差异性以及衡量样本对模型的有益程度.最后,在真实的单模态和多模态数据集上进行了大量的实验.实验结果验证了该方法的预测F1值比基准方法至少提升了10%,并具有良好的泛化性.

关键词：命名实体识别多模态数据小样本学习元学习去噪网络

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人的解放视域下的共同富裕

社会科学家 2024年第3期 32-37页

作者：刘贤峰齐鲁工业大学〔山东省科学院〕计算机科学与技术学院山东济南250000

实现共同富裕是对脱贫攻坚成果的全面巩固,也是实现中华民族伟大复兴的重要衔接,根植于社会主义制度之中,展现了“物质生活共同富裕”向“精神生活共同富裕”“人的自由全面发展”的目标发展,有利于推动人的解放,并呈现出立体、多元、... 详细信息

实现共同富裕是对脱贫攻坚成果的全面巩固,也是实现中华民族伟大复兴的重要衔接,根植于社会主义制度之中,展现了“物质生活共同富裕”向“精神生活共同富裕”“人的自由全面发展”的目标发展,有利于推动人的解放,并呈现出立体、多元、整体、全面的特征。然而,有些人把共同富裕当作是“均贫富”,错误地认为共同富裕就是平均主义、劫富济贫、消灭差别,从而曲解了共同富裕的价值与内涵。由此,要从人的解放和整体性的视角阐述共同富裕的科学价值内涵,统筹和处理好物质生活共同富裕与精神生活共同富裕、经济中心与人民至上、追求效率与保证公平、内生动力与社会保障、乡村振兴与社会主义现代化五对矛盾,从政党领导、制度支撑、经济为本、理念建设、法治保障方面共同发力,优化人的解放视域下共同富裕的实践发展,进一步展现出分析问题和解决问题的发展逻辑。

关键词：人的解放共同富裕中国共产党人民至上社会主义制度

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基于图神经网络与迁移学习的流行病例数预测

计算机应用与软件 2024年第9期41卷 54-60,69页

作者：王政凯张维玉孙旭齐鲁工业大学(山东省科学院)计算机科学与技术学院山东济南250353

预测流行病的病例数对研究流行病学和保障卫生安全至关重要,但现有的研究工作很少考虑到实时移动性数据等因素,这一问题给病例数的预测研究带来了挑战。因此,在图神经网络GNN的基础上提出一种新型计算框架-信息聚合网络IAN,既考虑地区... 详细信息

预测流行病的病例数对研究流行病学和保障卫生安全至关重要,但现有的研究工作很少考虑到实时移动性数据等因素,这一问题给病例数的预测研究带来了挑战。因此,在图神经网络GNN的基础上提出一种新型计算框架-信息聚合网络IAN,既考虑地区病例数据特征,也考虑地区之间的人口移动性数据特征。为了优化各个国家的前期预测模型,在该框架的基础上加入迁移学习方法TL。在四个欧洲国家数据集上的实验结果表明,IAN以及IAN-TL明显优于传统方法,能够有效地降低预测误差。

关键词：病例数预测移动性数据图神经网络信息聚合网络迁移学习

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基于图注意力对抗网络的社会化推荐系统

计算机应用与软件 2024年第8期41卷 289-297页

作者：夏忠秀张维玉翁自强郭新超齐鲁工业大学(山东省科学院)计算机科学与技术学院山东济南250353

现有的推荐系统并不能很好地将社会影响力与潜在兴趣进行区分,同时也忽略了社交网络的图结构特征及其变化。针对以上不足,提出基于图注意力对抗网络的社会化推荐系统(GAASR)。利用对抗性网络将社会影响力和潜在兴趣进行分离;使用Hadamar... 详细信息

现有的推荐系统并不能很好地将社会影响力与潜在兴趣进行区分,同时也忽略了社交网络的图结构特征及其变化。针对以上不足,提出基于图注意力对抗网络的社会化推荐系统(GAASR)。利用对抗性网络将社会影响力和潜在兴趣进行分离;使用Hadamard投影的方法,获得上下文权重值;利用图注意力网络来学习社交嵌入的潜在向量,更精准地捕捉用户的社会结构。为了验证该推荐系统的性能,使用三个推荐系统数据集进行分析实验,实验结果表明GAASR优于目前流行的推荐方法,能够有效地提高推荐的准确率。

关键词：推荐系统生成对抗网络图注意力网络社交网络

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深层图注意力对抗变分自动编码器

计算机应用与软件 2024年第9期41卷 156-165页

作者：翁自强张维玉孙旭齐鲁工业大学(山东省科学院)计算机科学与技术学院山东济南250353

现有的图自动编码器忽视了图邻居节点的差异和图潜在的数据分布。为了提高图自动编码器嵌入能力,提出图注意力对抗变分自动编码器(AAVGA-d),该方法将注意力引入编码器,并在嵌入训练中使用对抗机制。图注意力编码器实现了对邻居节点权重... 详细信息

现有的图自动编码器忽视了图邻居节点的差异和图潜在的数据分布。为了提高图自动编码器嵌入能力,提出图注意力对抗变分自动编码器(AAVGA-d),该方法将注意力引入编码器,并在嵌入训练中使用对抗机制。图注意力编码器实现了对邻居节点权重的自适应分配,对抗正则化使编码器生成的嵌入向量分布接近数据的真实分布。为了加深图注意力层数,设计一种针对注意力网络的随机边删除技术(RDEdge),减少了层数过深引起的过平滑信息丢失。实验结果表明,AAVGA-d的图嵌入能力与目前流行的图自动编码器相比具有竞争优势。

关键词：图注意力过平滑自动编码器对抗

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一种求解图分割问题的量子近似优化算法

电子学报 2024年第6期52卷 2025-2036页

作者：袁志强杨思春阮越薛希玲陶陶安徽工业大学计算机科学与技术学院安徽马鞍山243032

量子近似优化算法(Quantum Approximate Optimization Algorithm,QAOA)是求解组合优化问题的算法框架,是近期最有可能展示量子计算优势的算法之一.在QAOA框架内,表征解的量子态采取的二进制编码方案导致的对称性限制了QAOA的性能.为了... 详细信息

量子近似优化算法(Quantum Approximate Optimization Algorithm,QAOA)是求解组合优化问题的算法框架,是近期最有可能展示量子计算优势的算法之一.在QAOA框架内,表征解的量子态采取的二进制编码方案导致的对称性限制了QAOA的性能.为了克服这一局限性,本文受Dicke态制备算法的启发,给出了一种新的解编码方案,消除了现有编码方案中的对称性.本文还设计了新的演化算子——星图(Star Graph,SG)算子,及其对应的SG算法,给出了算法求解图分割问题时的量子电路.在IBM Q上的实验结果显示,星图算法比标准QAO算法平均约有25.3%的性能提升.

关键词：量子近似优化算法组合优化问题星图算子星图算法图分割