[發(fā)明專利]一種基于張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分類方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210536635.8
• 申請(qǐng)日: 2022-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114912529A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳川;吳哲彬;鄭子彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

1.一種基于張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分類方法，其特征在于，包括：

根據(jù)圖數(shù)據(jù)生成多個(gè)不同視角的單視角增強(qiáng)圖，根據(jù)圖數(shù)據(jù)和得到的多個(gè)單視角增強(qiáng)圖進(jìn)行張量化操作得到一個(gè)多視角增強(qiáng)圖；

其中，所述圖數(shù)據(jù)包括圖的鄰接矩陣和特征矩陣，所述特征矩陣由圖中所有節(jié)點(diǎn)的特征向量構(gòu)成，所述多視角增強(qiáng)圖包括鄰接張量和特征張量，所述鄰接張量的每個(gè)前切面表示對(duì)應(yīng)視角的單視角增強(qiáng)圖的鄰接矩陣，所述特征張量的每個(gè)前切面表示對(duì)應(yīng)視角的單視角增強(qiáng)圖的特征矩陣；

將所述多視角增強(qiáng)圖的鄰接張量和特征張量輸入到訓(xùn)練好的張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型中，輸出所述圖數(shù)據(jù)中各節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)分類結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分類方法，其特征在于，根據(jù)圖數(shù)據(jù)和得到的多個(gè)單視角增強(qiáng)圖進(jìn)行張量化操作得到一個(gè)多視角增強(qiáng)圖包括：

將圖數(shù)據(jù)和得到的多個(gè)單視角增強(qiáng)圖進(jìn)行重構(gòu)，得到第一多視角增強(qiáng)圖，所述第一多視角增強(qiáng)圖包括第一鄰接張量和特征張量；

對(duì)所述第一鄰接張量進(jìn)行張量分解得到第二鄰接張量；

基于所述第二鄰接張量和特征張量生成第二多視角增強(qiáng)圖，所述第二鄰接張量為所述第二多視角增強(qiáng)圖的鄰接張量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分類方法，其特征在于，對(duì)所述第一鄰接張量進(jìn)行張量分解得到第二鄰接張量包括：

利用基于張量的奇異值分解方法對(duì)所述第一鄰接張量進(jìn)行張量分解，得到所述第一鄰接張量的低秩近似值作為第二鄰接張量。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分類方法，其特征在于，所述張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型包括輸入層、二層張量圖卷積層、全連接層和輸出層，對(duì)所述張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練過(guò)程包括：

利用所述輸入層將訓(xùn)練集中各圖數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)多視角增強(qiáng)圖的鄰接張量和特征張量輸入到所述二層張量圖卷積層；

利用所述二層張量圖卷積層得到所述多視角增強(qiáng)圖的節(jié)點(diǎn)表征張量；

利用所述全連接層根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)表征張量得到節(jié)點(diǎn)表征矩陣；

利用所述輸出層根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)表征矩陣得到圖數(shù)據(jù)中各節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)分類結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分類方法，其特征在于，所述二層張量圖卷積層包括第一層張量圖卷積層和第二層張量圖卷積層，利用所述二層張量圖卷積層得到所述多視角增強(qiáng)圖的節(jié)點(diǎn)表征張量包括：

利用所述第一層張量圖卷積層對(duì)所述鄰接張量的每個(gè)前切面進(jìn)行對(duì)稱歸一化得到歸一鄰接張量，然后對(duì)所述歸一鄰接張量和所述特征張量進(jìn)行張量運(yùn)算得到第一特征張量；

利用所述第二層張量圖卷積層對(duì)所述歸一鄰接張量和所述第一特征張量進(jìn)行張量運(yùn)算得到節(jié)點(diǎn)特征張量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分類方法，其特征在于，利用所述第一層張量圖卷積層對(duì)所述歸一鄰接張量和所述特征張量進(jìn)行張量運(yùn)算得到第一特征張量包括：

所述第一層張量圖卷積層利用對(duì)所述歸一鄰接張量和所述特征張量進(jìn)行張量運(yùn)算得到第一特征張量；

其中，σ(·)表示非線性激活函數(shù)，表示歸一鄰接張量，表示特征張量，表示第一層張量圖卷積層的權(quán)重張量，*表示張量t-product運(yùn)算，張量t-product運(yùn)算是先對(duì)張量沿著第三個(gè)維度進(jìn)行傅里葉變換將數(shù)據(jù)從原始空間域變換到傅里葉域，然后在傅里葉域中進(jìn)行兩個(gè)張量之間對(duì)應(yīng)矩陣前切面的矩陣乘法，最后將得到的結(jié)果沿著第三個(gè)維度進(jìn)行逆傅里葉變換回到原始的空域中作為張量t-product運(yùn)算的結(jié)果，表示第一特征張量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于張量圖卷積網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分類方法，其特征在于，利用所述第二層張量圖卷積層對(duì)所述歸一鄰接張量和所述第一特征張量進(jìn)行張量運(yùn)算得到節(jié)點(diǎn)特征張量包括：

所述第二層張量圖卷積層利用對(duì)所述歸一鄰接張量和所述第一特征張量進(jìn)行張量運(yùn)算得到第二特征張量，將所述第二特征張量作為節(jié)點(diǎn)特征張量；

其中，表示第二特征張量，表示第二層張量圖卷積層的權(quán)重張量。