摘要：[研究目的]当前各领域的本体研究工作在关联和参考复用上面临较大的困难,构建领域顶层本体,旨在从结构上和术语上进行科学定义,从而推动领域内的本体与知识服务工作的标准化和规范化。[研究方法]文章通过梳理通用本体的构建思想,设计了一种领域顶层本体模型;然后以农作物领域为例提出领域顶层本体构建的体系化方法,并构建了农作物领域顶层本体;最后,并以构建的水稻领域本体验证了领域顶层本体对构建领域知识本体的指导有效性。[研究结论]实证结果表明,所提出的领域顶层本体模型可以通过所具备的通用分类思想和权威术语为领域本体的研究工作提供效率更高的构建方法路径,能够为本体研究工作和知识服务工作提供标准化和规范化的指导。

摘要：受限于检测技术难度、高时间与经济成本等原因,难测参数的软测量模型建模样本存在数量少、分布稀疏与不平衡等问题,严重制约了数据驱动模型的泛化性能.针对以上问题,提出一种基于多目标粒子群优化(Multi-objective particle swarm optimization, MOPSO)混合优化的虚拟样本生成(Virtual sample generation, VSG)方法.首先,设计综合学习粒子群优化算法的种群表征机制,使其能够同时编码用于连续变量和离散变量;然后,定义具有多阶段多目标特性的综合学习粒子群优化算法适应度函数,使其能够在确保模型泛化性能的同时最小化虚拟样本数量;最后,提出面向虚拟样本生成的多目标混合优化任务以改进综合学习粒子群优化算法,使其能够适应虚拟样本优选过程的变维特性并提高收敛速度.同时,首次借鉴度量学习提出用于评价虚拟样本质量的综合评价指标和分布相似指标.利用基准数据集和真实工业数据集验证了所提方法的有效性和优越性.

摘要：单目标跟踪任务旨在对人类动态视觉系统进行建模,让机器在复杂环境中具备类人的运动目标跟踪能力,并已广泛应用于无人驾驶、视频监控、机器人视觉等领域。研究者从算法设计的角度开展了大量工作,并在代表性数据集中表现出良好性能。然而,在面临如目标形变、快速运动、光照变化等挑战因素时,现有算法的跟踪效果和人类预期相比还存在着较大差距,揭示了当前的评测技术发展仍存在滞后性和局限性。综上,区别于以算法设计为核心的传统综述思路,本文依托单目标跟踪任务、从视觉智能评估技术出发,对评测流程中涉及的各个关键性环节(评测任务、评测环境、待测对象和评估机制)进行系统梳理。首先,对单目标跟踪任务的发展历程和挑战因素进行介绍,并详细对比了评估所需的评测环境(数据集、竞赛等)。其次,对单目标跟踪待测对象进行介绍,不仅包含以相关滤波和孪生神经网络为代表的跟踪算法,同时也涉及跨学科领域开展的人类视觉跟踪实验。最后,从“机机对抗”和“人机对抗”两个角度对单目标跟踪评估机制进行回顾,并对当前待测对象的目标跟踪能力进行分析和总结。在此基础上,对单目标跟踪智能评估的发展趋势进行总结和展望,进一步分析未来研究中存在的挑战因素,并探讨了下一步可能的研究方向。

摘要：意图识别与槽位填充是农作物病虫害知识问答中问题理解的两个重要任务。在已有面向农业领域的研究中,上述任务仍被视为两个完全独立的子任务,并且未充分利用意图识别与槽位填充的语义信息。为此,该研究提出一种基于CNN-Transformer的意图识别与槽位填充联合模型(CDPCT-IDSF)。该模型根据农作物病虫害文本语义复杂设计CNN网络与多层Transformer结合强调局部的有用信息以缓解语义缺失问题;然后在Transformer解码器中引入对齐保证输入与输出一对一关系以提高识别正确槽位标签的能力。此外,进一步构建了包含20个意图类别、12个槽位类别和11 242条标注样本的农业病虫害知识问答数据集进行对比试验,CDPCT-IDSF模型在该语料库上的槽位填充F1值为94.36%,意图识别精度为92.99%,整体识别精度为87.23%,优于其他对比模型,结果证明了所提模型在农作物病虫害意图识别与槽位填充任务上的有效性,可为面向农作物病虫害的知识问答研究提供理论支撑。

摘要：因果发现旨在通过观测数据挖掘变量间的因果关系。现有的因果发现方法大多假定数据的产生过程是平稳的,然而在实际环境下往往不满足稳态假设,导致结果不可靠。研究发现,在一些场景中的非稳态扰动与时序信息高度相关。因此,在加性噪声模型基础上将非稳态扰动刻画为一项关于时序信息的函数,设计非稳态加性噪声模型,并给出非稳态加性噪声模型的识别条件,提出一种两阶段的因果关系学习算法。第1阶段利用回归计算得到变量残差,再检验残差与回归特征集的独立性从而选出叶子节点,迭代得到观测变量集的因果次序;第2阶段再次进行回归计算和独立性检验,消除第1阶段中冗余的因果关系,从而得到观测变量集的因果结构。实验结果表明,与基于约束的异构/非平稳因果发现、LPCMCI和Ti MINo算法相比,该算法在仿真数据集上取得了最优的效果,平均F1值达到0.85;而在真实因果结构数据集中,该算法的F1值平均提升41.12%,能够从非稳态数据集中恢复出更多因果结构的信息。

摘要：抽取的目标是在多个文档中提取共有关键信息,其对简洁性的要求高于单文档摘要抽取。现有的多文档摘要抽取方法通常在句子级别进行建模,容易引入较多的冗余信息。为了解决上述问题,提出一种基于异构图分层学习的多文档摘要抽取框架,通过层次化构建单词层级图和子句层级图来有效建模语义关系和结构关系。针对单词层级图和子句层级图这2个异构图的学习问题,设计具有不同层次更新机制的两层学习层来降低学习多种结构关系的难度。在单词层级图学习层,提出交替更新机制更新不同的粒度节点,以单词节点为载体通过图注意网络进行语义信息传递;在子句层级图学习层,提出两阶段分步学习更新机制聚合多种结构关系,第一阶段聚合同构关系,第二阶段基于注意力聚合异构关系。实验结果表明,与抽取式基准模型相比,该框架在Multinews数据集上取得了显著的性能提升,ROUGE-1、ROUGE-2和ROUGE-L分别提高0.88、0.23和2.27,消融实验结果也验证了两层学习层及其层次更新机制的有效性。

摘要：随着大规模预训练模型的广泛应用,自然语言处理的多个领域(如文本分类和机器翻译)取得了长足的发展.然而,受限于预训练模型的“黑盒”特性,其内部的决策模式以及编码的知识信息被认为是不透明的.以Open AI发布的Chat GPT和GPT-4为代表的先进预训练模型为例,它们在多个领域取得重大性能突破的同时,由于无法获知其内部是否真正编码了人们期望的知识或语言属性,以及是否潜藏一些不期望的歧视或偏见,因此仍然无法将其应用于重视安全性和公平性的领域.近年来,一种新颖的可解释性方法“探针任务”有望提升人们对预训练模型各层编码的语言属性的理解.探针任务通过在模型的某一区域训练辅助语言任务,来检验该区域是否编码了感兴趣的语言属性.例如,现有研究通过冻结模型参数并在不同层训练探针任务,已经证明预训练模型在低层编码了更多词性属性而在高层编码了更多语义属性,但由于预训练数据的毒性,很有可能在参数中编码了大量有害内容.该文首先介绍了探针任务的基本框架,包括任务的定义和基本流程;然后对自然语言处理中现有的探针任务方法进行了系统性的归纳与总结,包括最常用的诊断分类器以及由此衍生出的其他探针方法,为读者提供设计合理探针任务的思路;接着从对比和控制的角度介绍如何解释探针任务的实验结果,以说明探测位置编码感兴趣属性的程度;最后对探针任务的主要应用和未来的关键研究方向进行展望,并讨论了当前探针任务亟待解决的问题与挑战.

摘要：针对卷积神经网络(CNN)模型中大量卷积操作,导致网络规模大幅增加,从而无法部署到嵌入式硬件平台,以及不同粒度数据与底层硬件结构不协调导致计算效率低的问题,基于项目组开发的可重构阵列处理器,面向支持多种位宽的运算单元,通过软硬件协同和可重构计算方法,采用KL(Kullback-Leibler)散度自定义量化阈值和随机取整进行截断处理的方式,寻找参数定长的最佳基点位置,设计支持多种计算粒度并行操作的指令及其卷积映射方案,并以此实现三种不同位宽的动态数据量化。实验结果表明,将权值与特征图分别量化到8 bit可以在准确率损失2%的情况下将模型压缩为原来的50%左右;将测试图像量化到三种位宽下进行硬件测试的加速比分别达到1.012、1.273和1.556,最高可缩短35.7%的执行时间和降低56.2%的访存次数,同时仅带来不足1%的相对误差,说明该方法可以在三种量化位宽下实现高效率的神经网络计算,进而达到硬件加速和模型压缩的目的。

摘要：因果自回归流模型已经在非独立噪声等场景的因果方向推断问题上取得了一定的进展,但在多个结点的场景下仍存在全局结构搜索带来的准确度低和计算时间复杂度高的问题。面向非时序观察数据设计一种两阶段因果结构学习算法。在第一阶段,基于观测数据的条件独立性,对完全无向图通过条件独立性检验得到基本的因果骨架;在第二阶段,基于因果自回归流模型,通过标准化流的方法计算骨架中每条无向边在不同方向上的边缘似然概率,进而通过比较边缘似然概率进行因果方向推断。实验结果表明:该算法在多组不同参数生成的仿真因果结构数据集上均有较好的表现,与现有的主流因果结构学习算法相比,F1值平均提升15%~28%;在真实因果结构数据集实验中,该算法能够较为完整准确地学习到变量间的因果关系,与主流的因果结构学习算法相比,F1值平均提升28%~48%,具有更强的鲁棒性。

摘要：针对并行深度森林在大数据环境下存在冗余及无关特征过多、两端特征利用率过低、模型收敛速度慢以及级联森林并行效率低等问题,提出了基于Spark和NRSCA策略的并行深度森林算法——PDF-SNRSCA。首先,该算法提出了基于邻域粗糙集和Fisher score的特征选择策略(FS-NRS),通过衡量特征的相关性和冗余度,对特征进行过滤,有效减少了冗余及无关特征的数量;其次,提出了一种随机选择和等距提取的扫描策略(S-RSEE),保证了所有特征能够同概率被利用,解决了多粒度扫描两端特征利用率低的问题;最后,结合Spark框架,实现级联森林并行化训练,提出了基于重要性指数的特征筛选机制(FFM-II),筛选出非关键性特征,平衡增强类向量与原始类向量维度,从而加快模型收敛速度,同时设计了基于SCA的任务调度机制(TSM-SCA),将任务重新分配,保证集群负载均衡,解决了级联森林并行效率低的问题。实验表明,PDF-SNRSCA算法能有效提高深度森林的分类效果,且对深度森林并行化训练的效率也有大幅提升。