基于BERT和题干要素语义增强的高考阅读理解自动答题

高考阅读理解试题因其语言复杂度高和自动答题难度大，已成为机器阅读理解领域一项具有挑战性的任务。现有的答题方法普遍关注选项与材料的语义相似性，易于忽视题干信息对正确答案的要求，基于此，提出一种基于BERT与题干要素语义增强的高考阅读理解自动答题方法。通过构建问题模板的方式获取题干关键要素信息并生成问题标签；通过改写题干内容统一题干要求；将问题标签与BERT模型相结合完成答案选择。在高考数据集上的实验结果表明，该方法比多个典型的机器阅读理解基线模型取得了更好的效果。     

基于多层次注意力与图模型的图像多标签分类算法

图像多标签分类作为计算机视觉领域的重要研究方向,在图像识别、检测等场景下得到广泛应用。现有图像多标签分类方法无法有效利用标签相关性信息以及标签语义与图像特征的对应关系,导致分类能力较差。提出一种图像多标签分类的新算法,通过利用标签共现信息和标签先验知识构建图模型,使用多尺度注意力学习图像特征中目标,并利用标签引导注意力融合标签语义特征和图像特征信息,从而将标签相关性和标签语义信息融入到模型学习中。在此基础上,基于图注意力机制构建动态图模型,并对标签信息图模型进行动态更新学习,以充分融合图像信息和标签信息。在图像多标签分类任务上的实验结果表明,相比于现有最优算法MLGCN,该算法在VOC-2007数据集及COCO-2012数据集上的mAP值分别提高了0.6、1.2个百分点,性能有明显提升。     

高考语文阅读理解自动答题系统

机器阅读理解任务需要机器理解篇章并回答相关问题,是许多应用系统中的一项核心任务。该文面向高考语文中的现代文阅读理解文本语义表示、候选句抽取、鉴赏分析等关键技术展开研究,针对选择题、问答题等构建了相应的答题引擎,并在高考真题及测试题上,对系统进行了实验验证与错误分析,实验结果表明,该文所构建的系统能够在一定程度上解答问题。未来将围绕语义表示、知识的统一表征与知识聚合、迁移学习等前沿技术,提升阅读理解系统的复杂综合推理能力、概括分析能力、语言鉴赏能力。     

基于多视角图卷积网络的多跳阅读理解模型

针对传统的机器阅读理解模型难以胜任从多篇文档中学习多跳实体间语义关系的多跳阅读理解任务,提出一种基于多视角的图卷积神经网络模型MV-GCN。受Inception启发,通过构建多通路的图卷积来拓宽网络,提高模型多视角学习多跳实体间语义相关性的表达能力。引入基于Squeeze-and-Excitation的多视角注意力机制实现前述多视角表达的有效融合。在Wiki Hop通用数据集上的实验结果表明,MV-GCN在多跳阅读理解任务上取得了很好的效果,其性能优于当前的主流方法,可为进一步研究提供借鉴。     

融合标签关系的法律文本多标签分类方法

随着大数据技术的快速发展,多标签文本分类在司法领域也催生出诸多应用.在法律文本中通常存在多个要素标签,标签之间往往具有相互依赖性或相关性,准确识别这些标签需要多标签分类方法的支持.因此,文中提出融合标签关系的法律文本多标签分类方法.方法构建标签的共现矩阵,利用图卷积网络捕捉标签之间的依赖关系,并结合标签注意力机制,计算法律文本和标签每个词的相关程度,得到特定标签的法律文本语义表示.最后,融合标签图构建的依赖关系和特定标签的法律文本语义表示,对文本进行综合表示,实现文本的多标签分类.在法律数据集上的实验表明,文中方法获得较好的分类精度和稳定性.     

基于共享语义空间的多标签文本分类

在多标签文本分类任务中,每个给定的文档都对应一组相关标签。目前主要面临以下三方面问题：（1）对标签-文本和标签-标签关系的联合建模不充分;（2）对标签本身语义的挖掘不足;（3）忽略了对标签内部结构信息的利用。对于以上问题,提出了一种基于联合注意力和共享语义空间的多标签文本分类方法。提出了融合多头注意力机制,该方法旨在同步地对标签与文档的关系和标签之间的关系进行建模,利用两者交互信息的同时避免误差传递。提出了解耦的共享语义空间嵌入方法,改进了利用标签语义信息的方法,使用共享参数的编码器提取标签和文档的语义表示,减少其在建模相关性阶段的偏差。提出了一种基于先验知识的层次提示方法,利用预训练模型中的先验知识增强标签层次结构信息。实验结果表明,该方法在公开数据集上优于目前最先进的多标签文本分类模型。     

基于多粒度图与注意力机制的半监督短文本分类

短文本语义稀疏模糊、蕴含信息不足、表达不规则等缺陷给短文本分类任务带来了极大的挑战,且现有短文本分类方法通常忽略词项间的交互信息,不能充分挖掘隐含的语义信息,导致分类效率低下。针对上述问题,提出一种基于多粒度图与注意力机制的半监督短文本分类模型MgGAt。该模型在词粒度和文本粒度基础上构建2种类型的图,通过充分挖掘语义信息完成分类任务。首先构建词级图,捕获词嵌入,进而学习得到文本特征表示。在词级图上引入跳内注意力和跳间注意力,从多种语义角度有效提取词项间隐含的高阶信息,捕获语义丰富的词嵌入。同时依据词级子图的特点设计池化策略,聚合词嵌入,学习文本表征。其次构建文本级图,借助部分已知的标签信息,利用图神经网络的优势,在图上执行标签传播和推理,完成半监督短文本分类任务。在4个公开数据集上的实验结果表明,与基线模型相比,MgGAt模型的短文本分类精确率平均提升了1.18个百分点,F1值平均提升了1.37个百分点,具有更好的分类性能。     

面向高考语文阅读理解的篇章标题选择研究

高考语文阅读理解篇章标题选择题要求机器根据对篇章内容的理解,从多个候选项中选取能够准确恰当的概括表达篇章内容的选项。标题往往是高度凝练且能准确表达文意、结构鲜明的词串。因此,如何对篇章内容进行归纳概括、对标题结构进行梳理和分析是解答篇章标题选择题的关键。针对该问题,提出了标题与篇章要点相关性分析模型。该模型通过分析标题与篇章要点的相关性,构建了基于标题和篇章要点的相关度矩阵。在此基础上融入标题结构特征,选取与篇章最相关的标题。在全国近10年高考真题和测试题上进行实验,验证了该方法的有效性。     

基于Bi-LSTM和图注意力网络的多标签文本分类算法

针对当前大多数分类算法忽略标签之间相关性的问题,提出一种基于双向长短时记忆(Bi-LSTM)网络和图注意力网络(Graph Attention Network, GAT)的多标签文本分类算法。使用词嵌入工具对文本序列和标签中的词向量进行预处理后的文本序列和标签分别输入到Bi-LSTM网络和GAT网络中;提取文本序列的上下文信息和全局特征,以及GAT网络捕获标签之间的相关性;将特征向量和标签相关性进行组合对标签文本分类任务进行预测。实验结果表明,所提算法通过有效关注标签之间的相关性使得文本分类任务的精度得以明显提高,在多个评估指标的测试结果优于其他对比方法。     

面向阅读理解的句子组合模型

阅读理解任务需要综合运用文本的表示、理解、推理等自然语言处理技术。针对高考语文中文学作品阅读理解的选项题问题,提出了基于分层组合模式的句子组合模型,用来实现句子级的语义一致性计算。首先,通过单个词和短语向量组成的三元组来训练一个神经网络模型;然后,通过训练好的神经网络模型来组合句子向量（两种组合方法：一种为递归方法;另一种为循环方法）,得到句子的分布式向量表示。句子间的一致性利用两个句子向量之间的余弦相似度来表示。为了验证所提方法,收集了769篇模拟材料+13篇北京高考语文试卷材料（包括原文与选择题）作为测试集。实验结果表明,与传统最优的基于知网语义方法相比,循环方法准确率在高考材料中提高了7.8个百分点,在模拟材料中提高了2.7个百分点。     

多类别相关性结合的类属属性多标签学习

现有的类属属性学习方法在提取类别标签的特征时,大多仅单一考虑标签间的相关性,忽略实例和实例间以及特征与特征间的相关性,可能会降低分类精度.为了解决此问题,文中设计多类别相关性结合的类属属性多标签学习算法,考虑标签相关性、特征相关性和实例相关性.利用标签之间的余弦相似度计算标签相关性,构建相似图矩阵计算特征相关性和实例相关性.文中算法紧凑地选择标签的类属属性,提高分类精度,有效解决多标签分类遇到的维度过大问题.     

基于标签语义注意力的多标签文本分类

自大数据蓬勃发展以来,多标签分类一直是令人关注的重要问题,在现实生活中有许多实际应用,如文本分类、图像识别、视频注释、多媒体信息检索等.传统的多标签文本分类算法将标签视为没有语义信息的符号,然而,在许多情况下,文本的标签是具有特定语义的,标签的语义信息和文档的内容信息是有对应关系的,为了建立两者之间的联系并加以利用,提出了一种基于标签语义注意力的多标签文本分类(LAbel Semantic Attention Multi-label Classification,简称LASA)方法,依赖于文档的文本和对应的标签,在文档和标签之间共享单词表示.对于文档嵌入,使用双向长短时记忆(bi-directional long short-term memory,简称Bi-LSTM)获取每个单词的隐表示,通过使用标签语义注意力机制获得文档中每个单词的权重,从而考虑到每个单词对当前标签的重要性.另外,标签在语义空间里往往是相互关联的,使用标签的语义信息同时也考虑了标签的相关性.在标准多标签文本分类的数据集上得到的实验结果表明,所提出的方法能够有效地捕获重要的单词,并且其性能优于当前先进的多标签文本分类算法.     

采用标签组合与融合注意力的多标签文本分类

传统的多标签文本分类算法在挖掘标签的关联信息和提取文本与标签之间的判别信息过程中存在不足,由此提出一种基于标签组合的预训练模型与多粒度融合注意力的多标签文本分类算法。通过标签组合的预训练模型训练得到具有标签关联性的文本编码器,使用门控融合策略融合预训练语言模型和词向量得到词嵌入表示,送入预训练编码器中生成基于标签语义的文本表征。通过自注意力和多层空洞卷积增强的标签注意力分别得到全局信息和细粒度语义信息,自适应融合后输入到多层感知机进行多标签预测。在特定威胁识别数据集和两个通用多标签文本分类数据集上的实验结果表明,提出的方法在能够有效捕捉标签与文本之间的关联信息,并在F1值、汉明损失和召回率上均取得了明显提升。     

基于负相关性增强的不平衡多标签学习算法

由于标签空间过大,标签分布不平衡问题在多标签数据集中广泛存在,解决该问题在一定程度上可以提高多标签学习的分类性能。通过标签相关性提升分类性能是解决该问题的一种最常见的有效策略,众多学者进行了大量研究,然而这些研究更多地是采用基于正相关性策略提升性能。在实际问题中,除了正相关性外,标签的负相关性也可能存在,如果在考虑正相关性的同时,兼顾负相关性,无疑能够进一步改善分类器的性能。基于此,提出了一种基于负相关性增强的不平衡多标签学习算法——MLNCE,旨在解决多标签不平衡问题的同时,兼顾标签间的正负相关性,从而提高多标签分类器的分类性能。首先利用标签密度信息改造标签空间;然后在密度标签空间中探究标签真实的正反相关性信息,并添加到分类器目标函数中;最后利用加速梯度下降法求解输出权重以得到预测结果。在11个多标签标准数据集上与其他6种多标签学习算法进行对比实验,结果表明MLNCE算法可以有效提高分类精度。     

Missing multi-label learning with non-equilibrium based on two-level autoencoder

For a multi-label learning framework, each instance may belong to multiple labels simultaneously. The classification accuracy can be improved significantly by exploiting various correlations, such as label correlations, feature correlations, or the correlations between features and labels. There are few studies on how to combine the feature and label correlations, and they deal more with complete data sets. However, missing labels or other phenomena often occur because of the cost or technical limitations in the data acquisition process. A few label completion algorithms currently suitable for missing multi-label learning, ignore the noise interference of the feature space. At the same time, the threshold of the discriminant function often affects the classification results, especially those of the labels near the threshold. All these factors pose considerable difficulties in dealing with missing labels using label correlations. Therefore, we propose a missing multi-label learning algorithm with non-equilibrium based on a two-level autoencoder. First, label density is introduced to enlarge the classification margin of the label space. Then, a new supplementary label matrix is augmented from the missing label matrix with the non-equilibrium label completion method. Finally, considering feature space noise, a two-level kernel extreme learning machine autoencoder is constructed to implement the information feature and label correlation. The effectiveness of the proposed algorithm is verified by many experiments on both missing and complete label data sets. A statistical analysis of hypothesis validates our approach.

     

一种基于成对标签的Rakel算法改进

Rakel(Random k-labelsets)算法从原始标签集中随机选择一部分标签子集,并且使用LP(Label Powerset)算法训练相应的多标签子分类器。由于随机选择标签的原因,导致LP子分类器预测性能不好。本文基于标签的共现关系选择成对标签来训练LP分类器,提出PwRakel(Pairwise Random k-labelsets)算法。该算法通过挖掘标签相关性扩展训练集,有效提高分类性能。实验结果表明,所提出的算法与Rakel算法以及其他算法对比,分类准确度更高。     

基于多头图注意力网络与图模型的多标签图像分类

多标签图像分类是多标签数据分类问题中的研究热点.针对目前多标签图像分类方法只学习图像的视觉表示特征,忽略了图像标签之间的相关信息以及标签语义与图像特征的对应关系等问题,提出了一种基于多头图注意力网络与图模型的多标签图像分类模型(ML-M-GAT).该模型利用标签共现关系与标签属性信息构建图模型,使用多头注意力机制学习标签的注意力权重,并利用标签权重将标签语义特征与图像特征进行融合,从而将标签相关性与标签语义信息融入到多标签图像分类模型中.为验证本文所提模型的有效性,在公开数据集VOC-2007和COCO-2014上进行实验,实验结果表明, ML-M-GAT模型在两个数据集上的平均均值精度(mAP)分别为94%和82.2%,均优于CNN-RNN、ResNet101、MLIR、MIC-FLC模型,比ResNet101模型分别提高了4.2%和3.9%.因此,本文所提的ML-M-GAT模型能够利用图像标签信息提高多标签图像分类性能.     

针对弱标记数据的多标签分类算法

针对标签信息不完整的多标签分类问题,一种新的多标签算法MCWD被提出。它通过有效地恢复训练数据中缺失的标签信息,能够产生更好的分类结果。在训练阶段,MCWD通过迭代更新每个训练实例的权重以及利用两两标签之间的相关性来恢复训练数据中缺失的标签信息;在标签恢复完毕后,利用新得到的训练集来训练分类模型;用此模型对测试集进行预测。实验结果表明,该算法在14个多标签数据集上具有一定的优势。