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基于时空多头图注意力网络的交通流预测 被引量:7
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作者 梁秀霞 夏曼曼 +1 位作者 何月阳 梁涛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期500-509,共10页
针对当前路网交通流量预测方法中存在的挖掘复杂的动态时空特性和长距离的空间依赖性能力不足等问题,基于多头自注意力网络构建一种新型的交通流预测模型.考虑到交通流在不同周期尺度下呈现出的高度相似性,以及静态时空特征,引入日和周... 针对当前路网交通流量预测方法中存在的挖掘复杂的动态时空特性和长距离的空间依赖性能力不足等问题,基于多头自注意力网络构建一种新型的交通流预测模型.考虑到交通流在不同周期尺度下呈现出的高度相似性,以及静态时空特征,引入日和周这2种周期尺度下的数据张量作为模型输入,来表达交通流数据的时间相似性,并通过输入数据的时空位置编码获取其静态时空特征.考虑到交通流的动态时空特性和长距离的空间依赖性,主体模型基于多头自注意力机制分别设计时间多头注意力模块和空间多头注意力模块.时间多头注意力模块利用一个图掩码矩阵获得局部注意力,并将其融合到一个多头自注意力中,以提取交通流的动态时间特征.空间多头注意力模块利用两个图掩码矩阵获得局部注意力和全局注意力,并将其融合到一个多头自注意力中,以提取路网节点的动态空间特征和长距离的空间依赖性.最后,设计一个门控融合模块自适应地融合交通流数据的时空相关性特征.在三个真实交通流基准数据集PEMS04,PEMS07和PEMS08上进行模型的有效性验证,结果表明,所建模型在3个数据集上的3个预测精度指标与其他精度最高模型相比,平均提高了4.437%,2.930%,4.275%. 展开更多
关键词 智能交通 多头注意力网络 掩码机制 特征融合 时空数据位置嵌入
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基于多头注意力时空图卷积网络的交通事故预测
2
作者 姜天豪 王瑞 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期678-690,共13页
提出一种结合多头注意力(multi-head attention, MHA)机制和自适应邻接矩阵的新型时空图卷积网络(spatio-temporal graph convolutional network, STGCN)模型. MHA机制对时空特征和外部环境因素进行加权融合,自适应邻接矩阵对道路网络... 提出一种结合多头注意力(multi-head attention, MHA)机制和自适应邻接矩阵的新型时空图卷积网络(spatio-temporal graph convolutional network, STGCN)模型. MHA机制对时空特征和外部环境因素进行加权融合,自适应邻接矩阵对道路网络的连接权重进行动态调整,提升了对空间依赖性的刻画能力.结果表明,该模型在伦敦道路网络数据集上的表现优于已有模型,在多个指标上显著提升了预测精度. 展开更多
关键词 交通事故预测 时空卷积网络 多头注意力机制 自适应邻接矩阵
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基于自适应时空多头图注意力网络的交通流量预测模型
3
作者 周新民 徐天 +3 位作者 李达 王隆鑫 胡江华 王伟 《中国安全科学学报》 2025年第11期149-156,共8页
为改善城市交通安全并解决交通拥堵问题,提出自适应时空多头图注意力网络的交通流预测模型,该模型通过三阶段架构实现精细化交通流预测,首先,采用时空编码模块对交通流数据的时空信息编码,构建交通流图;其次,对交通流图的流量属性和图... 为改善城市交通安全并解决交通拥堵问题,提出自适应时空多头图注意力网络的交通流预测模型,该模型通过三阶段架构实现精细化交通流预测,首先,采用时空编码模块对交通流数据的时空信息编码,构建交通流图;其次,对交通流图的流量属性和图结构层面进行自适应增强;然后,利用双分支多头空间自注意力模块挖掘全局与局部空间的内在关联,解耦复杂空间依赖关系,结合时间异质性与时间多头注意力机制,多角度捕捉时间序列中的复杂动态关系,同时,引入多层感知器(MLP)挖掘现有流量与未来流量的深层联系;最后,以真实世界数据集为例验证模型的有效性。结果表明:该模型在交通流预测中的关键指标平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)结果优于现有方法,分别最高降低5.12%和19.11%,同时,模型的预测值与真实值高度吻合,尤其在突发车流波动场景下,预测结果能较好地反映实际交通流量的变化。通过优化时空特征提取能力,模型能够有效降低预测误差,从而提升交通流量预测的性能,这证明了模型的有效性。 展开更多
关键词 时空多头图注意力网络 自适应 多头空间自注意力 异质性 时空数据
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基于多头注意力时空图神经网络的交通流预测 被引量:1
4
作者 肖琳 陈洪超 邹复民 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期78-85,共8页
准确的交通预测对于智能交通系统(ITS)至关重要。然而,由于复杂的时间和空间依赖关系,现有的交通流预测方法未能有效捕获路网的时空特征,并且忽略了路网交通数据的相关性在空间维度和时间维度上表现出的较强动态性。为了进一步提高预测... 准确的交通预测对于智能交通系统(ITS)至关重要。然而,由于复杂的时间和空间依赖关系,现有的交通流预测方法未能有效捕获路网的时空特征,并且忽略了路网交通数据的相关性在空间维度和时间维度上表现出的较强动态性。为了进一步提高预测精度,提出了一种基于多头注意力的时空图神经网络模型。首先,该模型构造了一个自适应图结构学习组件,该自适应图结构学习组件可以有效地捕获图结构的动态时空相关性。其次,该模型基于注意力机制分别设计了时间多头注意力模块和空间多头注意力模块,所设计的时空多头注意力模块可以有效地对路网的时空特征进行提取。最后,利用堆叠的时空卷积层对未来的交通状况进行预测。在开源数据集上的实验结果表明:该模型在时空特征提取以及长期预测方面表现优异,并且比基线方法取得了更精确的预测结果。 展开更多
关键词 交通工程 交通预测 智能交通系统 时空多头注意力 神经网络 自适应结构
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面向多变量时间序列异常检测的双图注意力网络模型 被引量:2
5
作者 李汉章 严宣辉 +2 位作者 李镇力 严雨薇 王廷银 《计算机科学与探索》 北大核心 2025年第4期1048-1064,共17页
时间序列异常检测在时序任务中属于经典研究领域,并已在学术界和工业界取得了一系列研究成果。针对多变量时间序列数据中蕴含的多角度深层特征和内在复杂依赖关系,提出一种融合时空特征的异常检测模型。该模型采用图注意力网络结构,由... 时间序列异常检测在时序任务中属于经典研究领域,并已在学术界和工业界取得了一系列研究成果。针对多变量时间序列数据中蕴含的多角度深层特征和内在复杂依赖关系,提出一种融合时空特征的异常检测模型。该模型采用图注意力网络结构,由时间图模块(T-GAT)和空间图模块(F-GAT)组成。T-GAT构建一种单向加权图,图的边表示时间依赖特性,以此来模拟时间图结构的先验信息并融入图网络中获取时间依赖关系。F-GAT将时间序列转换为以幅值表示的频域序列,通过建立全局双向加权图来模拟多变量之间的关联关系,并通过正则化来维护邻居节点的稀疏性,以此来保证对空间关系的准确捕捉。同时模型引入多维注意力机制确保对不同特征的深层信息进行有效挖掘和利用。由门控循环单元进一步处理时空信息并融合为全面特征,并通过预测值与观测值的差异来判定异常。实验结果表明,该模型以4个公共数据集上优异的F1分数在12个对比模型中实现先进的性能,并在消融实验中证实了同时建模时空关系的先验双图结构模式和注意力机制有效提升了异常检测精度,可以有效地识别时间序列数据中的异常情况。 展开更多
关键词 多变量时间序列 异常检测 深度学习 时空信息 注意力网络
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基于动态增强图注意力网络的突发事件预测
6
作者 仲兆满 崔心如 +2 位作者 张渝 吕慧慧 樊继冬 《南京大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期94-104,共11页
图神经网络在处理事件图的节点特征时会出现过平滑性的问题,导致较难获取全面的事件特征;同时,由于事件发展是动态的,网络在处理过程中会忽略短时间切片之间的数据变化,难以捕捉事件的全局时间特征.针对以上问题,提出基于动态增强图注... 图神经网络在处理事件图的节点特征时会出现过平滑性的问题,导致较难获取全面的事件特征;同时,由于事件发展是动态的,网络在处理过程中会忽略短时间切片之间的数据变化,难以捕捉事件的全局时间特征.针对以上问题,提出基于动态增强图注意力网络的突发事件预测模型(Dynamic Enhanced Graph Attention Network,DEGAT),通过构建使用高斯扰动增强的图注意力网络(Enhanced Graph Attention Network,EGAT)来获取历史事件图全面的事件特征.将初始事件向量和EGAT输出的事件向量分别输入线性层进行融合,得到时间特征,再将多个不同历史时间特征序列输入多头注意力机制与LSTM相结合的时间编码层,获得全局时间特征.最后,将全局时间特征输入EGAT,经过非线性变换后输出预测结果.在四个社会突发事件数据集上的实验结果表明,提出的模型与DynamicGCN的方法相比,准确率和精确率分别提高了3.88%和4.12%. 展开更多
关键词 事件预测 注意力网络 特征增强 时间序列 多头注意力机制
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基于多时空图融合与动态注意力的交通流预测
7
作者 翟志鹏 曹阳 +1 位作者 沈琴琴 施佺 《计算机工程》 北大核心 2025年第9期139-148,共10页
精准的交通流预测是实现智能交通系统的关键前提,对加强系统的仿真和控制、提高管理者的决策等方面具有重要意义。针对大多数现有的图卷积网络(GCN)模型忽略交通流数据的动态时空变化、对节点信息使用不足导致时空相关性提取不充分的问... 精准的交通流预测是实现智能交通系统的关键前提,对加强系统的仿真和控制、提高管理者的决策等方面具有重要意义。针对大多数现有的图卷积网络(GCN)模型忽略交通流数据的动态时空变化、对节点信息使用不足导致时空相关性提取不充分的问题,提出一种基于多时空图融合与动态注意力的交通流预测模型。首先,以不同的卷积单元提取交通流数据中多时域状态下的时间特征;然后,构建多时空图体现节点在空间分布中的动态变化趋势和异质性,并结合GCN提取空间特征;最后,利用多头自注意力机制分别对时空特征进行分析与融合,输出预测结果。在两个实际的公共数据集PeMS04和PeMS08上进行实验分析,并与基于注意力的时空图卷积网络(ASTGCN)、多视角的时空Transformer网络(MVSTT)和动态时空感知图神经网络(DSTAGNN)等基于时空图卷积网络的基准模型对比,结果表明所提模型在平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和均方根误差(RMSE)指标上分别平均降低了7.10%、7.22%和6.47%,具有较强的适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 智能交通系统 交通流预测 时空特征 卷积网络 多头注意力机制
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一种高效的连续时序图注意力网络的交通预测模型
8
作者 刘云翔 梁智超 《计算机工程》 北大核心 2025年第4期350-359,共10页
交通预测领域面临传统时空建模方法难以有效捕获长程依赖关系、固定时间窗口机制无法适应动态时序模式以及基于统计学的传统模型在复杂拓扑关系建模方面存在局限性3个主要挑战。针对上述问题,提出基于连续时序的高效图注意力网络(T-EGAT... 交通预测领域面临传统时空建模方法难以有效捕获长程依赖关系、固定时间窗口机制无法适应动态时序模式以及基于统计学的传统模型在复杂拓扑关系建模方面存在局限性3个主要挑战。针对上述问题,提出基于连续时序的高效图注意力网络(T-EGAT)。首先设计高效多头自注意力机制(EMSA),采用参数共享和稀疏计算策略,将注意力头的计算复杂度从O(N)降低到O(Nlog_(a)N);其次开发线性时序扩展模块,通过可学习的时序卷积核将时间感知范围从固定K步扩展到K+Δ步的弹性窗口,其中Δ∈[0,12]为自适应调整参数;最后构建动态图推理架构,利用图神经网络(GNNs)的邻域聚合特性,在每个时间步自动生成包含83个交通要素的拓扑关系矩阵。实验结果表明,在PeMSD4、METR-LA等5个基准数据集上,T-EGAT相较16种基线模型(包括DCRNN、GraphWaveNet、ASTGCN等)取得显著提升,平均绝对误差(MAE)降低了2.77%~5.97%,均方根误差(RMSE)改善了3.12%~6.44%,单步预测时间缩短了1.41%~2.3%。消融实验结果表明,EMSA带来42%的精度提升,时序扩展模块减少了17%的长时预测误差,动态图生成机制提高了29%的拓扑建模准确率。该模型在突发交通事故场景下表现出更强的鲁棒性,异常事件检测F1值达到0.873,较传统方法提升了21.5%。该方案为实时交通管理系统提供了新的技术框架,其弹性时序建模机制和高效注意力架构为时空预测任务提供了普适性解决方案。 展开更多
关键词 智能交通 交通预测模型 神经网络 交通流 多头注意力机制 人工智能决策
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基于可解释动态图注意力网络的短期电力负荷预测
9
作者 原野 王海燕 +2 位作者 袁新平 李梦宇 何杰 《计算机应用》 北大核心 2025年第S1期329-333,共5页
短期电力负荷预测对于电力系统中的负荷调度至关重要,然而现有方法在捕捉负荷中心的动态时空关系方面存在不足。因此,提出一种基于动态图注意力网络(Dyn-GAT)和时间卷积网络(TCN)的Dyn-GAT-TCN(Dynamic Graph ATtention Temporal Convol... 短期电力负荷预测对于电力系统中的负荷调度至关重要,然而现有方法在捕捉负荷中心的动态时空关系方面存在不足。因此,提出一种基于动态图注意力网络(Dyn-GAT)和时间卷积网络(TCN)的Dyn-GAT-TCN(Dynamic Graph ATtention Temporal Convolutional Network)模型。首先,结合负荷空间依赖关系构建负荷时空网络图,并利用时间滑动窗口生成负荷动态图序列;然后,基于Dyn-GAT自适应地调整注意力权重,从而动态建模负荷中心间的空间依赖性;最后,基于TCN提取时间序列中的长短期依赖信息,以实现更精准的负荷预测。在纽约独立系统运营商(NYISO)的一个公开数据集上的实验结果表明,所提模型在一天时间尺度内的均方根误差(RMSE)为2.40,平均绝对百分比误差(MAPE)为1.46%。在云南电网公司的一个数据集上的验证结果表明,所提模型优于已有的相关方法。此外,所提模型的注意力机制增强了可解释性,并能识别对负荷预测影响最大的关键节点。可见,Dyn-GAT-TCN模型在建模和分析电力负荷的动态时空关系方面具有显著优势,为电力系统的调度优化提供了准确且可解释的预测支持。 展开更多
关键词 短期电力负荷预测 动态注意力网络 时间卷积网络 时空关系建模 可解释性分析
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基于GRU的密集连接时空图注意力网络的城市交通预测
10
作者 郭海锋 许宏伟 周子盛 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第5期463-474,共12页
城市道路拓扑结构的复杂性、交通流量的实时变化以及多元的外部环境等因素给交通预测带来了极大的困难。现有方法对交通路网的时空特征挖掘性不足,缺乏对外部因素的考虑,为此本文提出了一种基于门控循环单元(GRU)的时空图注意力密集连... 城市道路拓扑结构的复杂性、交通流量的实时变化以及多元的外部环境等因素给交通预测带来了极大的困难。现有方法对交通路网的时空特征挖掘性不足,缺乏对外部因素的考虑,为此本文提出了一种基于门控循环单元(GRU)的时空图注意力密集连接网络,通过门控循环单元来捕获路网数据的动态规律,并以图注意力密集连接网络来提取路网复杂的空间结构特征,建立城市交通网络对时空的依赖关系。针对外部客观因素,采用独热编码的方式对城市各路段发生的交通事件进行数据建模,增强交通网络的信息属性。以杭州申花路及周围共309个路段为例,对所提出模型的预测能力和可行性进行验证。实验结果表明,模型预测精度最高达到了81.64%,与传统数学模型和主流的神经网络模型对比,预测精度较ARIMA提高了35.42%,较图注意力网络(GAT)和GRU神经网络分别提高了17.45%和3.02%。实验证明该方法可以适应复杂的交通流进行长期的交通预测任务,同时也能增强交通管理能力,减少交通拥堵成本。 展开更多
关键词 交通预测 时空特征 神经网络 门控循环单元(GRU) 密集连接 注意力网络(GAT)
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基于时空伪李生网络的图深度强化学习分区电压控制策略
11
作者 崔杨 祝福 +3 位作者 王议坚 黄思宇 赵钰婷 杨茂 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第21期8295-8307,I0003,共14页
随着高比例分布式光伏接入配电网,电压越限和网损增加等问题愈发显著,而传统电压控制方法难以实时处理新能源出力快速变化导致的电压剧烈波动,无法满足未来新型配电网的安全稳定运行要求。为此,该文提出一种基于时空伪孪生网络的图多智... 随着高比例分布式光伏接入配电网,电压越限和网损增加等问题愈发显著,而传统电压控制方法难以实时处理新能源出力快速变化导致的电压剧烈波动,无法满足未来新型配电网的安全稳定运行要求。为此,该文提出一种基于时空伪孪生网络的图多智能体深度强化学习的配电网分区电压控制策略。首先,在双重约束条件下界定光伏逆变器无功调节范围;其次,将配电网分区电压控制问题建模为分布式部分可观测马尔可夫决策过程(partially observable Markov decisionprocess,POMDP);再次,在算法中嵌入动态图注意力网络和长短期记忆(longshort-termmemory,LSTM)网络组成的时空伪孪生网络,生成时空融合的特征向量;最后,在改进的IEEE141节点配电网系统中进行算例验证。结果表明,相比于传统电压控制方法,所提算法在有效减小电压偏差和功率损耗的同时,还具备较强泛化性和实时性,可为实现新型配电网分区电压控制提供灵活高效的解决方案。 展开更多
关键词 伪李生网络 多智能体 深度强化学习 分区电压控制 动态注意力网络 时空融合
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基于注意力与图对比学习方法的社交影响预测方法
12
作者 江丽 《安徽大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期20-26,共7页
近年来,通过引入自注意力机制,图注意力网络(graph attention networks,简称GAT)在社交网络影响力预测上取得较好的预测效果.然而,现有的基于图注意力网络的方法往往忽略了自注意力机制中多头信息之间的协同性和差异性,缺乏对多头信息... 近年来,通过引入自注意力机制,图注意力网络(graph attention networks,简称GAT)在社交网络影响力预测上取得较好的预测效果.然而,现有的基于图注意力网络的方法往往忽略了自注意力机制中多头信息之间的协同性和差异性,缺乏对多头信息的协同挖掘与有效利用.提出一种基于多头对比学习与图注意力神经网络模型的社交影响预测方法.该方法通过引入对比学习机制,实现多头自注意力机制的输出之间一致性与差异性的对比,提升多头图注意力神经网络模型的学习能力.实验结果表明,该方法能够进一步提高社交影响力的预测效果. 展开更多
关键词 注意力网络 多头注意力机制 社交影响 对比学习
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基于改进图注意力网络的油井产量预测模型 被引量:2
13
作者 张强 彭骨 薛陈斌 《吉林大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期933-942,共10页
针对图注意力网络处理噪声和时序数据较弱,并且在堆叠多层后出现梯度爆炸、过平滑等问题,提出一种改进图注意力网络模型.首先,使用Squeeze-and-Excitation模块对样本输入数据的特征信息进行不同程度关注,增强模型处理噪声的能力;其次,... 针对图注意力网络处理噪声和时序数据较弱,并且在堆叠多层后出现梯度爆炸、过平滑等问题,提出一种改进图注意力网络模型.首先,使用Squeeze-and-Excitation模块对样本输入数据的特征信息进行不同程度关注,增强模型处理噪声的能力;其次,使用多头注意力机制,将序列数据中每个序列相对其他序列进行加权求和,提取数据的时序性;再次,将图注意力网络提取的节点特征与节点的度中心性拼接,获取节点的局部特征,并用全局平均池化的方式提取节点的全局特征;最后,将两者进行融合得到节点的最终特征表示,增强模型的表征能力.为验证改进图注意力网络的有效性,将改进图注意力网络模型与LSTM,GRU和GGNN模型进行对比,实验结果表明,该模型预测效果得到有效提升,具有更高的预测精度. 展开更多
关键词 注意力网络 多头注意力 节点度中心性 全局平均池化
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采用马尔科夫转移场和图注意力网络的滚动轴承故障诊断方法 被引量:2
14
作者 雷春丽 薛林林 +2 位作者 夏奔锋 焦孟萱 史佳硕 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期2158-2167,共10页
针对实际工程环境复杂多变而导致模型识别准确率不高的问题,提出了一种融合马尔科夫转移场和图注意力网络(Markov transition field and graph attention networks,MTF-GAT)的滚动轴承故障诊断模型。利用MTF保留信号时间相关性的优点,... 针对实际工程环境复杂多变而导致模型识别准确率不高的问题,提出了一种融合马尔科夫转移场和图注意力网络(Markov transition field and graph attention networks,MTF-GAT)的滚动轴承故障诊断模型。利用MTF保留信号时间相关性的优点,将一维信号转换为二维特征图并定义图的节点和边;利用图注意力层可自适应地对邻近节点分配不同权重的特点,提高模型捕获有用故障特征的能力,并采用深层卷积模块进一步提取图的抽象信息;通过模拟实际工程环境,将各类故障信号输入到训练好的MTF-GAT模型进行故障诊断,并在两个数据集上进行试验验证。结果表明,本文所提出的模型在多种环境下均能准确地完成故障分类任务,相较于其他常用的深度学习模型,MTF-GAT模型具有更好的识别精度和泛化性能。 展开更多
关键词 故障诊断 滚动轴承 注意力网络 多头注意力机制 马尔科夫转移场
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基于时空图神经网络的CAN总线入侵检测方法
15
作者 刘晨飞 万良 《信息网络安全》 北大核心 2025年第3期478-493,共16页
现代智能车辆中的控制器局域网(CAN)作为连接各电子控制单元(ECU)的主要通信媒介,因缺乏加密和认证机制而面临多种安全威胁。传统基于深度学习的入侵检测方法在提取CAN消息特征时,未能充分考虑其上下文关系及CAN消息的时序动态变化,导... 现代智能车辆中的控制器局域网(CAN)作为连接各电子控制单元(ECU)的主要通信媒介,因缺乏加密和认证机制而面临多种安全威胁。传统基于深度学习的入侵检测方法在提取CAN消息特征时,未能充分考虑其上下文关系及CAN消息的时序动态变化,导致在复杂攻击类型的检测中存在精度不足的问题。因此,文章提出一种基于时空图神经网络的入侵检测方法GNLNet。该方法通过在预定义的时间窗口内利用消息ID构建CAN消息图,并捕捉CAN消息的时序关联,以增强时空信息的建模能力。模型首先利用GraphSage提取局部空间特征,再通过双向图注意力网络加强节点间信息的交互,最后使用长短期记忆网络对数据流的时间序列进行分析,捕捉数据流随时间的动态变化。在Car_hacking和Survival_Analysis两个公开数据集上进行实验。结果表明,GNLNet在检测和分类拒绝服务攻击及模糊攻击等复杂攻击类型时,检测准确率和F1分数均达到99%,优于现有方法。 展开更多
关键词 CAN总线 入侵检测 时空神经网络 双向注意力网络 时空分析
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多头自注意力与双线性池化融合的心肌缺血影像分类
16
作者 周嘉文 郑小盈 +5 位作者 祝永新 林思敏 陈凌曜 曾洪斌 郭俞 王馨莹 《计算机工程》 北大核心 2025年第11期246-257,共12页
深度学习在心肌缺血辅助诊断中有重要应用价值,但传统深度学习医学图像分类网络存在无法捕捉心肌计算机断层扫描(CT)类别间细微差异、丢失CT数据三维(3D)结构信息等问题。为此,提出一种DBTMed3D网络,采用3D双线性细粒度池化对传统Med3D... 深度学习在心肌缺血辅助诊断中有重要应用价值,但传统深度学习医学图像分类网络存在无法捕捉心肌计算机断层扫描(CT)类别间细微差异、丢失CT数据三维(3D)结构信息等问题。为此,提出一种DBTMed3D网络,采用3D双线性细粒度池化对传统Med3D网络中的卷积模块进行改进,用于处理包括CT和MRI在内的多模态医学图像数据。同时,模仿ResNet网络,在模块中引入跳跃连接,融合图像细粒度二阶特征和卷积模块提取到的特征,使得网络在关注局部特征的同时保留整体特征。此外,引入3D类别激活图,将热力图叠加在原心肌图像的CT切片上,突出网络模型重点关注的心肌位置。最后,设计3D层次化多头自注意力模块,通过捕获图像局部特征解决3D医学图像的细粒度分类问题。实验结果表明,DBTMed3D在心肌CT数据集上的分类准确率为86.4%,相比基准网络3D ResNet-50提升了6.7百分点,具有较优的分类效果。 展开更多
关键词 心肌缺血 卷积神经网络 双线性细粒度 多头注意力机制 类别激活 跳跃连接
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基于图注意力网络的短时交通流量预测 被引量:1
17
作者 贺佳佳 黄德启 +1 位作者 王东伟 张阳婷 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第19期354-362,共9页
交通流量预测是时间序列分析中的一个重要问题,由于道路网络中存在复杂的动态时空依赖性,实现高精度交通流量预测具有挑战性。为了准确捕捉交通流量的时空动态特性,提出了一种时空注意力模型STBiPGAT。该模型将邻接矩阵和利用节点交通... 交通流量预测是时间序列分析中的一个重要问题,由于道路网络中存在复杂的动态时空依赖性,实现高精度交通流量预测具有挑战性。为了准确捕捉交通流量的时空动态特性,提出了一种时空注意力模型STBiPGAT。该模型将邻接矩阵和利用节点交通流提取的相关系数矩阵,分别与交通流量特征矩阵送入图注意力网络中,以并行方式提取空间局部动态特征与空间隐藏关系,且进行特征融合。考虑到节点空间特征向量在时间维度的上下文信息和周期性特性,构造双向GRU组件以提取交通流量的前后时间特征。引入自注意力机制解决不同时刻输入特征影响的差异,通过全连接层生成预测结果。在两个真实交通数据集上的实验评估结果表明,STBiPGAT预测误差低于对比模型预测误差,显著提升了预测精度,证明了其有效性。 展开更多
关键词 交通流量预测 注意力网络 注意力机制 时空相关性
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基于周期图卷积与多头注意力GRU组合的交通流量预测模型 被引量:4
18
作者 钟林岚 张安勤 田秀霞 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期1041-1046,共6页
为了捕获交通流量数据中复杂的时空动态变化关系以及周期性变化的特征,同时避免道路突发情况引起的误差累计效应,提出一种基于周期图卷积(periodic graph convolution network,PGCN)与多头注意力门控循环单元(multi-head attention gate... 为了捕获交通流量数据中复杂的时空动态变化关系以及周期性变化的特征,同时避免道路突发情况引起的误差累计效应,提出一种基于周期图卷积(periodic graph convolution network,PGCN)与多头注意力门控循环单元(multi-head attention gated recurrent unit,MAGRU)组合的交通流量预测模型。首先,模型的时空数据融合模块利用交通流量的周期相似性构建周期图,同时将空间和时间编码信息添加至交通流量序列数据;然后在时空特征提取模块中,GCN子模块捕获周期特征图中的空间特征,MAGRU子模块捕获序列数据中的时间特征;最后通过门控融合机制将两者提取的时空特征进行融合。模型在两个真实的交通流量数据集上进行了实验。结果表明,该模型相较于多个最新基准模型,在MAE、RMSE、MAPE三个预测误差指标上平均降低了5.4%、22.8%、10.3%,R2精确度指标平均提高了11.6%。说明模型在预测精度方面有显著的改进,并能有效减少误差累积效应。 展开更多
关键词 交通流量预测 卷积网络 多头注意力机制 门控循环单元 门控融合机制 时空融合
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一种基于时空动态图注意力网络的共享出行需求预测方法 被引量:3
19
作者 骈纬国 吴映波 +1 位作者 陈蒙 蔡俊鹏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期432-439,共8页
基于图卷积神经网络的共享出行需求预测一般采用非时间特定性的静态空间图结构提取非欧氏空间相关性特征,这种方式所构建的城市结构图是一种在不同时间间隔的静态空间图结构,而不能动态提取不同时间间隔的空间相关性特征.针对这一问题,... 基于图卷积神经网络的共享出行需求预测一般采用非时间特定性的静态空间图结构提取非欧氏空间相关性特征,这种方式所构建的城市结构图是一种在不同时间间隔的静态空间图结构,而不能动态提取不同时间间隔的空间相关性特征.针对这一问题,本文提出了一种基于时空动态图注意力网络(Spatial-Temporal Dynamic Graph Attention Networks,STDGAT)的共享出行需求预测方法 .该方法基于区域间通勤关系动态构建时间特定性城市空间图结构,以实现动态空间相关性建模,并采用图注意力网络和长短期记忆网络自适应提取动态空间相关性特征和时间依赖性特征.使用一个全连接层作为输出预测层将联合时空特征映射为真实的需求值以完成预测.实验结果表明,该方法在RMSE,MAPE和MAE等3个评价指标上均优于实验基准比较方法. 展开更多
关键词 需求预测 深度学习 注意力网络 时空数据预测 共享出行
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基于引导图卷积网络的人体动作轮廓动态识别
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作者 鲁光男 李柯景 岳莉 《现代电子技术》 北大核心 2025年第21期101-104,共4页
为捕捉节点信号随时间的演变规律,准确预测人体动作,提升人员安全性,文中提出基于引导图卷积网络的人体动作轮廓动态识别方法,全面地理解人体动作的动态变化。利用OpenPose模型获取动作视频中人体各个关节点的位置,构建人体动作骨架图;... 为捕捉节点信号随时间的演变规律,准确预测人体动作,提升人员安全性,文中提出基于引导图卷积网络的人体动作轮廓动态识别方法,全面地理解人体动作的动态变化。利用OpenPose模型获取动作视频中人体各个关节点的位置,构建人体动作骨架图;建立跨时空图结构,描述不同视频帧人体关键点之间的时间依赖关系,设计多尺度邻接矩阵,捕捉人体动作的跨时空相关性;引入注意力机制对不同尺度的邻接矩阵进行权重分配,确定关键关节点间的关系;基于频谱图理论对人体骨架时空图进行时空卷积操作,深入挖掘空间维度上的信号关联性,并捕捉节点信号随时间的演变,通过全连接层进行降维和激活函数处理,输出人体动作轮廓动态识别结果。结果表明:文中方法能够有效地捕捉人体动作的时空特征,对于不同场景下和不同复杂程度的动作类型,该方法的人体动作轮廓动态识别准确性均在90%以上,证明所提方法具有较高的准确性和鲁棒性。 展开更多
关键词 OpenPose模型 卷积网络 注意力机制 频谱理论 人体骨架时空 时空特性
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