基于深度神经网络的隐私保护基因检测

1

作者 黄颖 唐敏 《计算机工程与科学》 北大核心 2025年第2期265-275,共11页

深度神经网络(DNN)功能强大,被广泛应用于生物医学中的基因检测。构建可靠的DNN模型需要大量有效医疗样本,而现实中生物数据通常分散存储且具有高度隐私。现有方案在处理此类分布式大规模的复杂学习任务时,难以在实现数据安全的同时保证... 深度神经网络(DNN)功能强大,被广泛应用于生物医学中的基因检测。构建可靠的DNN模型需要大量有效医疗样本,而现实中生物数据通常分散存储且具有高度隐私。现有方案在处理此类分布式大规模的复杂学习任务时,难以在实现数据安全的同时保证DNN模型的高精度。为此,提出一个基于DNN的隐私保护方案,联合多方数据快速构建起精确的基因检测模型。首先,使用盲化矩阵结合内积函数加密消除全同态、秘密共享等方案中需要的近似替换策略,确保在隐私保护的同时,实现与明文集中式训练一致的效果。其次,构造非交互式训练模式抵抗全局模型参数泄漏造成的推断攻击,保证数据安全。在真实医疗数据集上的实验结果表明了所提方案的正确性、有效性和高精度。 展开更多

关键词 深度神经网络 基因检测 隐私保护 盲化矩阵 内积函数加密

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网络攻击下具有Markov切换拓扑的多智能体系统的一致性

2

作者 高钰博 叶钊显 +2 位作者 黄帅 周霞 成军 《广西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期168-178,共11页

本文研究非线性多智能体系统在遭受欺骗攻击或重放攻击,并且通信拓扑为Markov切换拓扑时的领导-跟随一致性问题。引入Bernoulli随机变量描述系统遭受欺骗攻击或重放攻击的随机发生。网络攻击导致多智能体系统的通讯拓扑发生随机改变,将... 本文研究非线性多智能体系统在遭受欺骗攻击或重放攻击,并且通信拓扑为Markov切换拓扑时的领导-跟随一致性问题。引入Bernoulli随机变量描述系统遭受欺骗攻击或重放攻击的随机发生。网络攻击导致多智能体系统的通讯拓扑发生随机改变,将其建模为Markov切换拓扑。基于稳定性理论、图论、矩阵理论,利用随机分析方法、Lyapunov方法、无穷小算法等,获得系统实现一致性的充分条件,并给出数值仿真实例,验证结果的正确性和方法的有效性。 展开更多

关键词 多智能体系统 欺骗攻击 重放攻击 Markov切换拓扑 领导-跟随一致性

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基于超图正则NMF的自适应半监督多视图聚类

3

作者 李向利 梅建平 莫元健 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期137-152,共16页

图正则非负矩阵分解(GNMF)虽然已成为大量多视图聚类方法的基本框架,但其尝试用简单图融合来自不同视图的复杂数据关系,同时获得一致性判别表示,这无疑有很大挑战性。为了更好地应对多视图数据的聚类任务,本文提出一种基于超图正则非负... 图正则非负矩阵分解(GNMF)虽然已成为大量多视图聚类方法的基本框架,但其尝试用简单图融合来自不同视图的复杂数据关系,同时获得一致性判别表示,这无疑有很大挑战性。为了更好地应对多视图数据的聚类任务,本文提出一种基于超图正则非负矩阵分解的半监督多视图聚类方法ASMCHNMF。该方法通过构造超图,学习来自多个视图的数据高阶关系,为合理利用现实世界中可获取的标签信息,引入标签约束项进行半监督学习。此外,该方法同时考虑一致性信息和互补性信息的学习,采用自适应措施区分不同视图的贡献,并使用交替迭代算法来对主函数进行优化。在7个真实数据集上的对比实验表明,在其中6个数据集上,ASMCHNMF算法的ACC和NMI指标均优于经典算法和当前先进算法。 展开更多

关键词 超图 非负矩阵分解 多视图聚类 半监督学习

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多智能体系统的实用-分量一致性

4

作者 隆紫庭 马忠军 李科赞 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期139-146,共8页

实用-分量一致性是指多智能体系统中所有状态变量的一些分量的偏差始终在一个有界区间内波动。本文基于有向网络拓扑探讨一阶非线性领导-跟随多智能体系统的实用-分量一致性问题。首先,对该系统构造一个分段式牵制控制协议;然后,利用置... 实用-分量一致性是指多智能体系统中所有状态变量的一些分量的偏差始终在一个有界区间内波动。本文基于有向网络拓扑探讨一阶非线性领导-跟随多智能体系统的实用-分量一致性问题。首先,对该系统构造一个分段式牵制控制协议;然后,利用置换矩阵方法,将开始的偏差系统转化为一个新的偏差系统,将原系统的实用-分量一致性问题转化为新偏差系统中零解的强实用稳定性问题,并借助矩阵理论和稳定性理论等,导出该系统实现实用-分量一致性的充分条件;最后,通过数值模拟验证理论结果的正确性。 展开更多

关键词 多智能体系统 实用一致性 部分分量一致性 领导-跟随

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牵制控制下含不确定耦合机制的超图同步

5

作者 玉婷英 石长瑶 李科赞 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期140-151,共12页

超图同步是网络科学目前的热点研究问题。然而,含不确定耦合机制的超图同步研究还未见报道。为此,本文首先提出牵制控制下含不确定耦合超图的一般框架,并通过矩阵的同时块对角化技术降低误差系统的维数,为计算李雅普诺夫指数提供便利,... 超图同步是网络科学目前的热点研究问题。然而,含不确定耦合机制的超图同步研究还未见报道。为此,本文首先提出牵制控制下含不确定耦合超图的一般框架,并通过矩阵的同时块对角化技术降低误差系统的维数,为计算李雅普诺夫指数提供便利,导出含不确定耦合超图实现同步的必要条件;其次,借助李雅普诺夫稳定性理论,给出含不确定耦合超图实现同步的充分条件;最后,利用数值模拟验证理论结果的正确性。 展开更多

关键词 同步 超图 不确定耦合 牵制控制

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特征提取中一类矩阵迹函数极值问题的黎曼优化算法

6

作者 李姣芬 孔鲁源 +1 位作者 宋佳铄 文娅琼 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2024年第4期1012-1036,共25页

研究来源于特征提取中的一类鲁棒判别回归模型,该模型问题可以重构为Stiefel流形和线性流形组成的乘积流形约束下的一类矩阵迹函数极小化问题.整合紧流形和线性流形,结合乘积流形几何性质,本文设计适用于求解重构问题简化版本的一类基于... 研究来源于特征提取中的一类鲁棒判别回归模型,该模型问题可以重构为Stiefel流形和线性流形组成的乘积流形约束下的一类矩阵迹函数极小化问题.整合紧流形和线性流形,结合乘积流形几何性质,本文设计适用于求解重构问题简化版本的一类基于Zhang-Hager技术拓展的乘积流形黎曼非线性共轭梯度法,并给出算法全局收敛性分析.数据实验表明所提算法对于问题求解是高效可行的,且与已有算法、其它黎曼梯度类算法及黎曼优化工具箱中已有的黎曼一阶和二阶算法相比在迭代解精度或迭代效率上有一定优势. 展开更多

关键词 特征提取 矩阵迹函数 乘积流形 黎曼共轭梯度法

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多元统计分析中一类矩阵迹函数极小化问题的分裂迭代法

7

作者 段强 周学林 李姣芬 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期507-524,共18页

研究了来源于多元统计分析中的一类含列正交约束的矩阵迹函数极小化模型,该模型的特殊形式广泛应用于多维标度分析中DEDICOM模型和正交INDSCAL模型最小二乘拟合等问题中。结合变量分裂构造了几类经典的基于分裂的不可行迭代算法求解该... 研究了来源于多元统计分析中的一类含列正交约束的矩阵迹函数极小化模型,该模型的特殊形式广泛应用于多维标度分析中DEDICOM模型和正交INDSCAL模型最小二乘拟合等问题中。结合变量分裂构造了几类经典的基于分裂的不可行迭代算法求解该约束迹函数极小化模型,并给出算法外层迭代框架和内层子问题的具体求解方案。数值实验验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 正交分裂 矩阵迹函数 正交约束 增广拉格朗日方法

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跨视图时序对比学习的自监督视频表征算法

8

作者 王露露 徐增敏 +2 位作者 张雪莲 蒙儒省 卢涛 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第18期158-166,共9页

现有的自监督表征算法主要关注视频帧之间的短期运动特性,但是帧间动作序列的变化幅度较小,而且单视图数据因语义受限影响深度特征表达能力,视频动作中丰富的多视图信息未被充分利用。为此提出基于跨视图语义一致性的时序对比学习算法,... 现有的自监督表征算法主要关注视频帧之间的短期运动特性,但是帧间动作序列的变化幅度较小,而且单视图数据因语义受限影响深度特征表达能力,视频动作中丰富的多视图信息未被充分利用。为此提出基于跨视图语义一致性的时序对比学习算法,自监督学习RGB帧和光流场两种数据中蕴含的动作时序变化特性,主要思路为:设计局部时序对比学习方法,采用不同正负样本划分策略,挖掘同一实例不重叠片段之间的时序相关性和判别可分性,增强细粒度特征表达能力;研究全局对比学习方法,通过跨视图语义协同训练来增加正样本,学习多实例不同视图的语义一致性,提高模型的泛化能力。通过两个下游任务对模型效果进行评估,在UCF101和HMDB51数据集的实验结果表明,所提方法在动作识别和视频检索任务上,较前沿主流方法平均提升了2~3.5个百分点。 展开更多

关键词 自监督学习 视频表征学习 时序对比学习 局部对比学习 跨视图协同

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复矩阵截断奇异值分解的一类混合算法 被引量：1

9

作者 张玉心 侯文婷 +1 位作者 周学林 李姣芬 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2022年第6期1898-1921,共24页

截断奇异值分解是一类非常重要的矩阵分解,其在病态模型问题分析等领域有广泛的应用.该文主要研究复矩阵截断奇异值分解的有效算法,将问题转化为复Stiefel乘积流形上的黎曼优化问题,进而设计基于乘积流形的黎曼混合牛顿法求解.为有效求... 截断奇异值分解是一类非常重要的矩阵分解,其在病态模型问题分析等领域有广泛的应用.该文主要研究复矩阵截断奇异值分解的有效算法,将问题转化为复Stiefel乘积流形上的黎曼优化问题,进而设计基于乘积流形的黎曼混合牛顿法求解.为有效求解黎曼牛顿方程,从降低系统维数和简化计算入手,通过克罗内克积和复矩阵拉直算子将其转化为易于求解的标准实对称线性方程组.数值实验和数值比较验证该文所提算法针对复矩阵截断奇异值分解问题是高效可行的. 展开更多

关键词 复矩阵 截断奇异值分解 黎曼牛顿法 混合算法

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骨架数据增强和双重最近邻检索自监督动作识别 被引量：3

10

作者 吴雨珊 徐增敏 +1 位作者 张雪莲 王涛 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2023年第11期97-106,共10页

传统基于骨架数据的自监督方法常将某一样本的不同增强作为正例,将其余样本均视为负例,这使得正负样本的比例严重失衡,限制了相同语义信息的样本发挥作用。针对上述问题,提出了一种正样本不受数据增强限制的双重最近邻检索动作识别算法D... 传统基于骨架数据的自监督方法常将某一样本的不同增强作为正例,将其余样本均视为负例,这使得正负样本的比例严重失衡,限制了相同语义信息的样本发挥作用。针对上述问题,提出了一种正样本不受数据增强限制的双重最近邻检索动作识别算法DNNCLR。首先,基于人体关节的物理连接设计了一个新的关节级空间数据增强,即Bodypart增强,对输入的骨架序列用正态分布数组随机替换,以获得高级语义嵌入;其次,为避免正样本受数据增强的限制,提出了一种更合理的双重最近邻检索(DNN)正样本扩充策略,进一步提出了双重最近邻检索对比损失DNN Loss。具体为利用支撑集进行全局检索,将正样本集的寻找范围扩展到普通数据增强无法覆盖的新数据点;而负样本集中存在被误判的正样本,其是来自不同视频但语义信息相同的骨架样本。为此,再一次利用最近邻检索,从负样本集中寻找这种潜在的正例,二次扩展正样本集,并进一步提出双重最近邻检索对比损失,迫使模型学习更多的一般特征表示,使得模型优化更加合理。最后,将DNNCLR算法应用在AimCLR模型上,得到AimDNNCLR模型,并在NTU-RGB+D数据集上对该模型进行了线性评估,与前沿模型相比,所提方法在精度上平均提升了3.6%。 展开更多

关键词 对比学习 最近邻检索 数据增强 动作识别 人体骨架

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大数据时代高校应用统计学创新人才培养实践 被引量：2

11

作者 徐增敏 毛睿 《创新创业理论研究与实践》 2024年第10期69-71,共3页

深化高等学校创新创业教育改革,是国家实施创新驱动发展战略的重要举措。大数据时代要求统计学合理分析数据要素加速向数据动能转换。应用统计学属于数学院系交叉学科,专业师资紧缺制约人才培养模式更迭,亟须融入新一代信息技术,完善课... 深化高等学校创新创业教育改革,是国家实施创新驱动发展战略的重要举措。大数据时代要求统计学合理分析数据要素加速向数据动能转换。应用统计学属于数学院系交叉学科,专业师资紧缺制约人才培养模式更迭,亟须融入新一代信息技术,完善课程体系和校园文化建设,强化创新创业教育理念,推动学生高质量就业。桂林电子科技大学数学与计算科学学院依托教师创新创业团队,借助产业命题的数据应用创新竞赛,驱动应用统计学专业的优秀学生,提前接触学科交叉知识和双创实践活动,主动完成计算机处理和数据分析的全流程工作,探索创新人才培养的新路径。 展开更多

关键词 交叉学科 数据应用 创新创业 新质生产力 非结构化数据 机器学习

原文传递

多维标度中个体差异标度模型的一类黎曼共轭梯度法

12

作者 周菁 陈新 +1 位作者 周学林 李姣芬 《计算数学》 北大核心 2025年第1期98-121,共24页

多维标度分析(MDS)是在低维空间展示和分析多维数据结构的一种数据分析技术,其中的个体差异标度模型(INDSCAL)是一类针对多个数据矩阵同时度量多维标度的特定模型,它不仅对所要分析对象的结构进行分析,还能兼顾到判断主体之间的尺度差异... 多维标度分析(MDS)是在低维空间展示和分析多维数据结构的一种数据分析技术,其中的个体差异标度模型(INDSCAL)是一类针对多个数据矩阵同时度量多维标度的特定模型,它不仅对所要分析对象的结构进行分析,还能兼顾到判断主体之间的尺度差异.本文将正交INDSCAL模型拟合问题重构为Stiefel流形和对角矩阵线性流形约束下的矩阵优化模型,结合乘积流形几何性质,设计一类自适应问题模型的强Wolfe型混合黎曼共轭梯度求解算法,并给出算法的全局收敛性.数值实验说明所提算法对问题模型是可行有效的,且较黎曼优化工具箱中已有算法及其他黎曼一阶算法在迭代效率上有一定的优势. 展开更多

关键词 多维标度分析 个体差异标度模型 乘积流形 黎曼共轭梯度法 强Wolfe条件

原文传递

多维标度问题的一类直接拟合法

13

作者 宋佳铄 周学林 李姣芬 《计算数学》 CSCD 北大核心 2024年第3期291-311,共21页

多维标度分析(MDS)是一种用于分析和可视化数据之间相似性或距离关系的统计方法,它通过将数据点映射到低维空间中的坐标来表示它们之间的相对距离或相似性.多维标度问题的古典解通过对(非欧氏型)距离矩阵平方进行双中心化处理,进而通过... 多维标度分析(MDS)是一种用于分析和可视化数据之间相似性或距离关系的统计方法,它通过将数据点映射到低维空间中的坐标来表示它们之间的相对距离或相似性.多维标度问题的古典解通过对(非欧氏型)距离矩阵平方进行双中心化处理,进而通过截断特征值分解寻求低维的拟合构造点.本文对距离矩阵平方进行直接拟合,重构问题为零列和Stiefel子流形和线性流形约束下的矩阵优化模型,并结合乘积流形几何性质,设计一类自适应问题模型的基于Zhang-Hager技术拓展的黎曼梯度下降求解算法.数值实验说明通过直接拟合能得到误差更小的拟合欧氏距离矩阵,且所提算法与已有投影梯度流算法及黎曼优化工具箱中的黎曼一阶和二阶算法在迭代效率上有一定的优势. 展开更多

关键词 多维标度分析 直接拟合 黎曼梯度法 乘积流形

原文传递

可拓展概率逼近中一类矩阵优化问题的有效算法

14

作者 李姣芬 魏科洋 +1 位作者 段雪峰 周学林 《数学学报（中文版）》 CSCD 北大核心 2023年第6期1089-1110,共22页

研究来源于复杂系统离散逼近中的一类可拓展概率逼近模型,欧氏空间中该问题模型可重塑为一类由线性流形和斜流形组成的乘积流形约束矩阵优化问题.结合乘积流形的几何性质,基于Zhang-Hager技术拓展,本文设计一类适用于问题模型的黎曼非... 研究来源于复杂系统离散逼近中的一类可拓展概率逼近模型,欧氏空间中该问题模型可重塑为一类由线性流形和斜流形组成的乘积流形约束矩阵优化问题.结合乘积流形的几何性质,基于Zhang-Hager技术拓展,本文设计一类适用于问题模型的黎曼非线性共轭梯度法,并给出算法全局收敛性分析.数值实验验证所提算法对于问题模型求解是高效可行的,且与其它黎曼梯度类算法及黎曼优化工具箱中已有的黎曼梯度类算法和二阶算法相比在迭代效率上有一定优势. 展开更多

关键词 可拓展概率逼近 黎曼共轭梯度法 乘积流形 矩阵优化问题

原文传递

广义特征值极小扰动问题的一类黎曼共轭梯度法

15

作者 孔令畅 魏科洋 +1 位作者 周学林 李姣芬 《计算数学》 CSCD 北大核心 2022年第4期508-533,共26页

研究含参数l非方矩阵对广义特征值极小扰动问题所导出的一类复乘积流形约束矩阵最小二乘问题.与已有工作不同,本文直接针对复问题模型,结合复乘积流形的几何性质和欧式空间上的改进Fletcher-Reeves共轭梯度法,设计一类适用于问题模型的... 研究含参数l非方矩阵对广义特征值极小扰动问题所导出的一类复乘积流形约束矩阵最小二乘问题.与已有工作不同,本文直接针对复问题模型,结合复乘积流形的几何性质和欧式空间上的改进Fletcher-Reeves共轭梯度法,设计一类适用于问题模型的黎曼非线性共轭梯度求解算法,并给出全局收敛性分析.数值实验和数值比较表明该算法比参数l=1的已有算法收敛速度更快,与参数l=n的已有算法能得到相同精度的解.与部分其它流形优化相比与已有的黎曼Dai非线性共轭梯度法具有相当的迭代效率,与黎曼二阶算法相比单步迭代成本较低、总体迭代时间较少,与部分非流形优化算法相比在迭代效率上有明显优势. 展开更多

关键词 矩阵最小二乘问题 广义特征值 黎曼共轭梯度法 乘积流形.

原文传递