收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

异质图神经网络关键技术研究

纪厚业  
【摘要】:图(网络)数据在现实生活中无处不在,如社交图、电商图、蛋白质图和交通图,其可以灵活高效的建模复杂系统中的交互信号并在很多领域得到了广泛应用。相应的,图数据挖掘也吸引了大量研究者的注意,并成为数据挖掘领域最重要的分支之一。考虑到现实世界交互系统的复杂性,将其建模为包含多种类型节点和边的异质图可以实现更加细致全面的系统描述。如何挖掘异质图的潜在价值是一个值得深入研究的方向。近年来,图表示学习尤其是图神经网络已经成为图挖掘领域的热门方向之一,其旨在将节点、边甚至是整张图映射到低维向量空间并保持图本身的结构和性质。异质图神经网络,作为一种基于深度学习的图表示学习技术,其可以充分挖掘异质图上的复杂结构和丰富语义来学习节点表示并提升后续任务的表现。以推荐系统为例,通过建模用户及商品之间的多种交互,异质图神经网络可以聚合多样交互信息来理解用户的多样化偏好,进而实现精准的个性化推荐,并创造更高的经济价值。考虑到异质图的复杂结构和丰富语义,在设计异质图神经网络时,仍面临如下的挑战:(1)如何充分考虑图数据的异质性来设计图神经网络框架。(2)如何克服异质图神经网络的深度退化现象。(3)如何提升异质图神经网络对于图同构的区分能力(表示能力)。针对上述挑战,本文对异质图神经网络的关键技术开展研究。首先,研究了异质性建模问题,其作为深层退化现象和表示能力的研究基础。随后,进一步探究了异质图神经网络在分享推荐和组合推荐中的应用。综上,本文的主要工作及创新点如下所示:一,针对异质性建模问题,提出了一种基于层次注意力机制的异质图注意力网络。考虑到图上的异质信息与丰富语义,该模型设计了节点级别注意力和语义级别注意力来分别学习邻居与元路径重要性并以层次加权融合的形式来学习节点表示。有效性实验和双重注意力分析实验分别验证了异质图注意力网络的有效性和可解释性。二,针对异质图神经网络的深层退化问题(语义混淆现象),设计了一种深度架构的异质图传播网络。通过分析语义混淆现象与多元路径随机游走的等价性,本研究设计了一种个性化随机游走指导的异质图传播网络,其核心设计包括语义传播机制和语义融合机制,能够在深层聚合时强调节点自身的特性并融合多种语义信息,进而有效缓解语义混淆现象。随着模型层数的加深,异质图传播网络能够捕获异质图上高阶语义并将其注入到节点表示中,进而提升下游任务的表现。三,针对异质图神经网络表示能力的局限性,设计了一种异质距离编码来提升其表示能力。对于图同构数据,由于表示能力的局限,异质图神经网络无法对其进行有效区分和表示。本研究提出了异质最短距离来捕获节点之间的距离信息并将编码后的相对距离注入到异质邻居聚合过程,进而有效提升了异质图神经网络的表示能力。通过建模节点相关性,基于距离编码的异质图神经网络在多节点挖掘任务(如链路预测)上具有更强的表示能力和泛化能力。四,异质图神经网络在分享推荐和组合推荐中的应用。分享推荐研究了用户与其好友之间的商品分享行为,这是一种三元交互预测问题。本研究设计了一种基于异质图神经网络的分享推荐算法,其包括学习用户、商品和好友的表示的三元异质图神经网络、提升三元组适配性的对偶协同注意力和和建模非对称性的传递性三元组表示。组合推荐旨在为促销场景选取一组满足大部分用户偏好商品并实现真实投放收益最大化。本研究以异质图神经网络估计的偏好为基础,提出了联合建模商品选择和投放的comb-K组合推荐模型,其以带约束组合优化的形式来搜索和求解一组商品的最大真实收益。真实分享和促销场景数据上的大量实验验证了基于异质图神经网络的推荐算法的有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前14条
1 冯萍;钱阳;李国梁;刘笑涵;;融合图神经网络的深度学习电影推荐系统设计与实现[J];白城师范学院学报;2021年05期
2 陈征;宋轩;杜先瑞;张钟勤;;基于多图神经网络的个性化推荐模型[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2020年06期
3 刘亦欣;;基于图神经网络的位置上下文推荐模型[J];信息技术与信息化;2021年02期
4 李涵;严明玉;吕征阳;李文明;叶笑春;范东睿;唐志敏;;图神经网络加速结构综述[J];计算机研究与发展;2021年06期
5 黄承宁;李娟;陈嘉政;;基于图神经网络的医疗物资智能调度研究优化[J];计算机技术与发展;2021年09期
6 王红梅;郭真俊;张丽杰;;基于图神经网络的药物-靶标相互作用预测研究[J];长春工业大学学报;2021年04期
7 孟鹏博;;基于图神经网络的实体对齐研究综述[J];现代计算机;2020年09期
8 钟珞,李桂青;基于神经网络的结构损伤状态模拟[J];小型微型计算机系统;1999年02期
9 张炼钢,钟珞,李桂青,潘昊;神经网络在结构损伤模拟中的应用[J];武汉工业大学学报;1996年04期
10 杨则正;用于预测的神经网络:述评[J];管理科学文摘;1997年02期
11 曹爽;张青凤;张雷;孙涛;;基于神经网络的游客流预测[J];渤海大学学报(自然科学版);2020年02期
12 袁鸣;申金山;张艺;杨瑞佳;张运辉;;基于GA-BP神经网络的全球气温预测[J];郑州航空工业管理学院学报;2020年06期
13 宋存洋;李欣;;自动化构建移动端神经网络的技术研究[J];电子技术应用;2020年12期
14 张新;李广儒;;基于GA-BP神经网络的船舶航迹预测[J];广州航海学院学报;2020年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 张星;关悦;党鑫鑫;吴建生;;基于遗传算法-长短期记忆神经网络的月降水量预测研究[A];2021年(第七届)全国大学生统计建模大赛获奖论文集(二)[C];2021年
2 徐兴;赵倩婷;王苏宁;余绍康;;基于神经网络的自适应飞机防滑刹车控制器[A];第十八届中国航空测控技术年会论文集[C];2021年
3 罗朝林;陈武奋;张波;梁啟斌;;基于小波优化神经网络在大坝变形预测的应用[A];水库大坝和水电站建设与运行管理新进展[C];2022年
4 李强;张悦娇;;神经网络的自适应有限时间容错同步控制[A];“两化”教学模式在应用型大学人才培养中的探究和实践专题论文集[C];2021年
5 蒋子超;江俊扬;姚清河;杨耿超;;基于神经网络的差分方程快速求解方法[A];第十一届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2020年
6 耿传玉;王泽宇;周晓君;阳春华;;基于U-net卷积神经网络双层参数优化的心脏图像分割[A];第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集[C];2020年
7 段滈杉;乔俊飞;蒙西;汤健;;基于模块化神经网络的城市固废焚烧过程氮氧化物软测量[A];第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集[C];2020年
8 李淋雨;邱寅祺;何星;;基于LSTM的火电厂入口硝浓度预测方法研究[A];第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集[C];2020年
9 韩红桂;甄琪;杜永萍;乔俊飞;;基于低秩双线性卷积神经网络的手机型号识别方法[A];第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集[C];2020年
10 潘岚川;马乐乐;刘向杰;;基于卷积神经网络的一次风机故障预警研究[A];第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集[C];2020年
11 马昕鹏;李艳坤;庞佳烽;;人工神经网络预测血清中血红蛋白含量[A];2019中国化学会第十五届全国计算(机)化学学术会议论文集[C];2019年
12 康忠健;罗霖;;基于长短期记忆网络的配电网线损预测方法研究[A];第三十九届中国控制会议论文集(7)[C];2020年
13 闫岱峻;刘伟;于圣炜;赵旭;;基于神经网络的散货船阻力预报方法研究[A];第三十一届全国水动力学研讨会论文集(上册)[C];2020年
14 郝立柱;韩阳;潘子英;;循环神经网络方法预报船舶操纵运动研究[A];第三十一届全国水动力学研讨会论文集(下册)[C];2020年
15 徐硕;;集合经验模态分解的多路-多级神经网络风功率预测模型[A];用电与能效专题讲座暨智能用电及能效管理技术研讨会论文集[C];2019年
16 刘晶;黄进;赵万国;周丽萍;;一种基于卷积神经网络的非法经营线索挖掘模型[A];2020互联网安全与治理论坛论文集[C];2020年
17 包俊;董亚超;刘宏哲;;卷积神经网络的发展综述[A];中国计算机用户协会网络应用分会2020年第二十四届网络新技术与应用年会论文集[C];2020年
18 刘克楠;侯剑;;基于神经网络的唤醒词识别方法[A];中国计算机用户协会网络应用分会2020年第二十四届网络新技术与应用年会论文集[C];2020年
19 华阳;孟晓;秦智勇;;深度卷积神经网络压缩方法研究[A];中国航天电子技术研究院科学技术委员会2020年学术年会优秀论文集[C];2020年
20 孙澄宇;胡苇;;大范围工业建筑屋面太阳能潜力的快速评估方法[A];数智营造:2020年全国建筑院系建筑数字技术教学与研究学术研讨会论文集[C];2020年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 纪厚业;异质图神经网络关键技术研究[D];北京邮电大学;2021年
2 姚卫;时滞忆阻神经网络的同步与多稳定性研究[D];湖南大学;2020年
3 肖理业;基于机器学习的电磁场建模与设计研究[D];电子科技大学;2019年
4 陈涵瀛;核电站热工水力系统工况预测与诊断方法研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
5 梁智杰;聋哑人手语识别关键技术研究[D];华中师范大学;2019年
6 刘昂;微结构硅基光子学器件性能的研究[D];南京大学;2019年
7 赵博雅;基于卷积神经网络的硬件加速器设计及实现研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
8 杜昌顺;面向细分领域的舆情情感分析关键技术研究[D];北京交通大学;2019年
9 陈科海;机器翻译上下文表示方法研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
10 饶红霞;信息受限下神经网络的状态估计和拟同步研究[D];广东工业大学;2019年
11 张马路;Spiking机器学习算法研究[D];电子科技大学;2019年
12 付钱华;忆阻神经网络的动力学研究[D];电子科技大学;2019年
13 毛瑞琛;深度神经网络下的规范化地址建设与语义空间模型研究[D];浙江大学;2019年
14 武晨;DFP航天器动力学特性分析及精确控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
15 杨旭辉;基于神经网络的C-ADS InjectorⅡ束流偏移校准技术研究[D];兰州大学;2019年
16 樊英杰;时滞忆阻神经网络的镇定及同步控制研究[D];山东科技大学;2019年
17 冉令燕;基于卷积神经网络的图像分类研究[D];西北工业大学;2018年
18 于佳;语音文档的故事分割技术研究[D];西北工业大学;2018年
19 申晨;基于卷积神经网络的行人再识别算法研究[D];浙江大学;2018年
20 田树耀;基于多尺度变分算法及深度卷积神经网络的图像压缩感知重建[D];燕山大学;2019年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 李玲燕;基于优化神经网络的上市公司财务危机预警研究[D];上海工程技术大学;2017年
2 陈柯;基于机器视觉技术的动态行人监测系统研究[D];上海工程技术大学;2016年
3 张宸鹏;回复式神经网络若干关键问题研究[D];电子科技大学;2021年
4 阙禄颖;基于轻量级神经网络的行人检测技术研究[D];电子科技大学;2021年
5 田野;多精度神经网络加速阵列研究[D];电子科技大学;2021年
6 谢仁义;饱和脉冲Cohen-Grossberg神经网络稳定性分析[D];西南大学;2020年
7 侯洁;多权重耦合神经网络的反同步与有限时间反同步[D];天津工业大学;2019年
8 樊志文;基于深度卷积神经网络的CS-MRI重建方法研究[D];厦门大学;2019年
9 冯冰;基于深度学习的环境声音分类研究[D];厦门大学;2017年
10 柴志忠;基于深度卷积神经网络的病理影像研究[D];厦门大学;2019年
11 刘晓瑜;基于卷积神经网络的新鲜-冷冻猪肉近红外光谱检测研究[D];湖南大学;2019年
12 向鹏程;基于智能算法的自动化霜控制研究[D];天津商业大学;2019年
13 刘光云;基于多特征卷积神经网络的高光谱图像分类方法研究[D];湖南大学;2019年
14 周珍;基于卷积神经网络的指针手表读时方法研究[D];湖南大学;2019年
15 曹红英;基于卷积神经网络的交通标志检测与识别研究[D];湖南大学;2019年
16 汪文;基于链接预测的miRNA疾病相关性研究[D];厦门大学;2019年
17 王抒伟;应用深度神经网络对多导睡眠图的睡眠分期研究[D];厦门大学;2019年
18 周高峰;基于NVDLA的深度学习推断芯片研究[D];厦门大学;2019年
19 熊林;基于抖动算法的忆阻神经网络及其电路实现[D];湖南大学;2019年
20 周辉;基于机器学习和神经网络的微波信号多径干扰抑制研究[D];厦门大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 张梦然;神经网络打开理解电子相互作用新窗口[N];科技日报;2021年
2 记者 董映璧;神经网络技术检测玻璃钢缺陷精度高[N];科技日报;2020年
3 湖北日报全媒记者 张爱虎 通讯员 徐向军 实习生 于蓝;一群“90后”率先建成铁路“神经网络”[N];湖北日报;2019年
4 记者 刘霞;忆阻器制成神经网络更高效[N];科技日报;2017年
5 整理 本报记者 诸玲珍 顾鸿儒;微软神经网络切割法可使加速作用超线性[N];中国电子报;2018年
6 ;神经网络小史[N];电子报;2018年
7 ;人工智能将取得大面积突破[N];中国企业报;2017年
8 本报记者 龚丹韵;人机大战:人类还有优势吗[N];解放日报;2017年
9 ;人类正迎来云端机器人时代[N];中国企业报;2017年
10 记者 邱智丽;AI竞赛 中国力量崛起[N];第一财经日报;2017年
11 记者 刘霞;新神经网络使计算机像人一样推理[N];科技日报;2017年
12 本报记者 喻思娈;人工智能有多智能?[N];人民日报;2017年
13 记者 王雪青;构建机器世界神经网络 东土科技“抄底”人工智能[N];上海证券报;2017年
14 ;人工智能到底有多智能?[N];长白山日报;2017年
15 本报记者 刘霞;美用DNA制造出首个人造神经网络[N];科技日报;2011年
16 记者 冯海波 通讯员 华轩;构建叠层宽度神经网络成深度模型[N];广东科技报;2021年
17 记者 毛黎;神经网络技术帮自主驾驶汽车识别幻影物体[N];科技日报;2020年
18 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
19 本报首席记者 任荃 实习生 史博臻;轨交“神经网络”触动创新神经[N];文汇报;2011年
20 记者 张梦然;神经网络完成芯片设计仅需几小时[N];科技日报;2021年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978