基于实体活跃度及复制生成的时序知识图谱推理

现有时序知识图谱推理主要是基于静态知识图谱的推理方法,通过知识图谱的结构特征挖掘潜在的语义信息和关系特征,忽略了实体时序信息的重要性,因此提出一种基于实体活跃度及复制生成机制的时序知识图谱推理方法(EACG)。首先,通过改进的图卷积神经网络对多关系实体建模,有效挖掘知识图谱的潜在语义信息和结构特征。其次,时序编码器基于实体活跃度学习实体的时序特征。最后,使用复制生成机制进一步学习知识图谱的历史信息,提升对时序数据建模的能力。在时序知识图谱数据集ICEWS14、ICEWS05-15、GDELT上推理的实验结果表明,EACG在MRR评估指标中分别优于次优方法2%、10%和5%。     

基于改进多嵌入空间的实时语义数据流推理

将语义数据流处理引擎与知识图谱嵌入表示学习相结合,可以有效提高实时数据流推理查询性能,但是现有的知识表示学习模型更多关注静态知识图谱嵌入,忽略了知识图谱的动态特性,导致难以应用于实时动态语义数据流推理任务。为了使知识表示学习模型适应知识图谱的在线更新并能够应用于语义数据流引擎,建立一种基于改进多嵌入空间的动态知识图谱嵌入模型PUKALE。针对传递闭包等复杂推理场景,提出3种嵌入空间生成算法。为了在进行增量更新时更合理地选择嵌入空间,设计2种嵌入空间选择算法。基于上述算法实现PUKALE模型,并将其嵌入数据流推理引擎CSPARQL-engine中,以实现实时语义数据流推理查询。实验结果表明,与传统的CSPARQL和KALE推理相比,PUKALE模型的推理查询时间分别约降低85%和93%,其在支持动态图谱嵌入的同时能够提升实时语义数据流推理准确率。     

知识图谱嵌入研究综述

随着互联网技术和应用模式的迅猛发展,表达方式丰富直观的知识图谱得到了大量关注,在知识表示学习方面积累了丰富研究成果,这些研究已在垂直搜索、智能问答等应用领域发挥了重要作用.在总结现有知识图谱嵌入研究基础之上,以面向的知识图谱数量为依据,将知识图谱嵌入模型分为面向单个知识图谱的链接预测模型和面向多个知识图谱的实体对齐模型...     

知识图谱综述——表示、构建、推理与知识超图理论

针对知识图谱（KG）在知识驱动的人工智能研究中发挥的强大支撑作用,分析并总结了现有知识图谱和知识超图技术。首先,从知识图谱的定义与发展历程出发,介绍了知识图谱的分类和架构;其次,对现有的知识表示与存储方式进行了阐述;然后,基于知识图谱的构建流程,分析了各类知识图谱构建技术的研究现状。特别是针对知识图谱中的知识推理这一重要环节,分析了基于逻辑规则、嵌入表示和神经网络的三类典型的知识推理方法。此外,以异构超图引出知识超图的研究进展,并提出三层架构的知识超图,从而更好地表示和提取超关系特征,实现对超关系数据的建模及快速的知识推理。最后,总结了知识图谱和知识超图的典型应用场景并对未来的研究作出了展望。     

提取全局语义信息的场景图生成算法

目的 场景图能够简洁且结构化地描述图像。现有场景图生成方法重点关注图像的视觉特征,忽视了数据集中丰富的语义信息。同时,受到数据集长尾分布的影响,大多数方法不能很好地对出现概率较小的三元组进行推理,而是趋于得到高频三元组。另外,现有大多数方法都采用相同的网络结构来推理目标和关系类别,不具有针对性。为了解决上述问题,本文提出一种提取全局语义信息的场景图生成算法。方法 网络由语义编码、特征编码、目标推断以及关系推理等4个模块组成。语义编码模块从图像区域描述中提取语义信息并计算全局统计知识,融合得到鲁棒的全局语义信息来辅助不常见三元组的推理。目标编码模块提取图像的视觉特征。目标推断和关系推理模块采用不同的特征融合方法,分别利用门控图神经网络和门控循环单元进行特征学习。在此基础上,在全局统计知识的辅助下进行目标类别和关系类别推理。最后利用解析器构造场景图,进而结构化地描述图像。结果 在公开的视觉基因组数据集上与其他10种方法进行比较,分别实现关系分类、场景图元素分类和场景图生成这3个任务,在限制和不限制每对目标只有一种关系的条件下,平均召回率分别达到了44.2%和55.3%。在可视化实验中,相比...     

基于Beta分布和半监督学习的非确定性知识图谱嵌入模型

近年来,面向确定性知识图谱的嵌入模型在知识图谱补全等任务中取得了长足的进展,但如何设计和训练面向非确定性知识图谱的嵌入模型仍然是一个重要挑战。不同于确定性知识图谱,非确定性知识图谱的每个事实三元组都有着对应的置信度,因此,非确定性知识图谱嵌入模型需要准确地计算出每个三元组的置信度。现有的非确定性知识图谱嵌入模型结构较为简单,只能处理对称关系,并且无法很好地处理假负(false-negative)样本问题。为了解决上述问题,该文首先提出了一个用于训练非确定性知识图谱嵌入模型的统一框架,该框架使用基于多模型的半监督学习方法训练非确定性知识图谱嵌入模型。为了解决半监督学习中半监督样本噪声过高的问题,我们还使用蒙特卡洛Dropout计算出模型对输出结果的不确定度,并根据该不确定度有效地过滤了半监督样本中的噪声数据。此外,为了更好地表示非确定性知识图谱中实体和关系的不确定性以处理更复杂的关系,该文还提出了基于Beta分布的非确定性知识图谱嵌入模型UBetaE,该模型将实体、关系均表示为一组相互独立的Beta分布。在公开数据集上的实验结果表明,结合该文所提出的半监督学习方法和UBetaE模型,不仅...     

知识图谱与图嵌入在个性化教育中的应用综述

面对当前日益庞大的教育大数据, 如何在海量数据中高效、准确地提取出高价值的知识, 以满足个性化教学需求, 已成为当前智慧教育的一个研究热点. 作为一种可视化分析技术, 知识图谱可有效构建和挖掘知识及知识间的相互联系, 现已成功应用于诸多领域. 而图嵌入技术的引入, 则有利于提升大数据背景下知识图谱的处理效率.针对个性化...     

知识图谱嵌入技术研究综述

知识图谱(KG)是一种用图模型来描述知识和建模事物之间关联关系的技术.知识图谱嵌入(KGE)作为一种被广泛采用的知识表示方法,其主要思想是将知识图谱中的实体和关系嵌入到连续的向量空间中,用来简化操作,同时保留KG的固有结构.可以使得多种下游任务受益,例如KG补全和关系提取等.首先对现有的知识图谱嵌入技术进行全面回顾,不仅包括使用KG中观察到的事实进行嵌入的技术,还包括添加时间维度的动态KG嵌入方法,以及融合多源信息的KG嵌入技术.对相关模型从实体嵌入、关系嵌入、评分函数等方面进行分析、对比与总结.然后简要介绍KG嵌入技术在下游任务中的典型应用,包括问答系统、推荐系统和关系提取等.最后阐述知识图谱嵌入面临的挑战,对未来的研究方向进行展望.     

知识图谱在海洋领域的应用及前景分析综述

知识图谱主要用于从复杂数据中抽取出关键信息以生成关系网络,其对于复杂关系出色的识别能力以及对于数据较强的描述能力使得知识图谱技术具有很高的应用价值.为给知识图谱在海洋领域的应用提供理论支撑,对知识图谱相关技术进行了总体概述.阐述Citespace文献分析工具的出色应用,针对海洋领域半结构化和非结构化数据抽取技术进行了系...     

融合知识图谱和轻量图卷积网络的推荐算法

针对知识图谱推荐算法用户端和项目端建模程度不均且模型复杂度较高等问题, 提出融合知识图谱和轻量图卷积网络的推荐算法. 在用户端, 利用用户相似性生成邻居集合, 将用户及其相似用户的交互记录在知识图谱上多次迭代传播, 增强用户特征表示. 在项目端, 将知识图谱中实体嵌入传播, 挖掘与用户喜好相关的项目信息; 接着, 利用轻量图卷积网络聚合邻域特征获得用户和项目的特征表示, 同时采用注意力机制将邻域权重融入实体, 增强节点的嵌入表示; 最后, 预测用户和项目之间的评分. 实验表明, 在Book-Crossing数据集上, 相较于最优基线, AUC和ACC分别提高了1.8%和2.3%. 在Yelp2018数据集上, AUC和ACC分别提高了1.2%和1.4%. 结果证明, 该模型与其他基准模型相比有较好的推荐性能.     

基于图知识推理的输电线路缺销螺栓识别方法

针对输电线路缺销螺栓识别任务中存在的视觉不可分与样本不平衡问题,提出了基于图知识推理的输电线路缺销螺栓识别方法。首先通过知识表达模块学习到各类螺栓有判别力特征的类别表示;然后深入挖掘螺栓数据集中螺栓种类之间的相关性,提取出标签共现信息;最后将类别表示作为输入特征,以静态图和动态图的相关概率矩阵表征标签共现信息,通过知识推理模块完成图知识的传播与增强,从而实现缺销螺栓的识别。在实验阶段,将所选取的3类金具上的6种螺栓作为实验对象。对比实验结果表明,本文方法对缺销螺栓的识别效果优于其他方法,较原始模型提升了9.13%的准确率。消融实验结果表明,本文所提取的螺栓类别表示、静态图及动态图信息均能够提升缺销螺栓的识别效果。     

知识图谱划分算法研究综述

知识图谱是人工智能的重要基石,因其包含丰富的图结构和属性信息而受到广泛关注.知识图谱可以精确语义描述现实世界中的各种实体及其联系,其中顶点表示实体,边表示实体间的联系.知识图谱划分是大规模知识图谱分布式处理的首要工作,对知识图谱分布式存储、查询、推理和挖掘起基础支撑作用.随着知识图谱数据规模及分布式处理需求的不断增长,...     

用于知识表示学习的对抗式负样本生成

知识表示学习目的是将知识图谱中符号化表示的关系与实体嵌入到低维连续向量空间。知识表示模型在训练过程中需要大量负样本,但多数知识图谱只以三元组的形式存储正样本。传统知识表示学习方法中通常使用负采样方法,这种方法生成的负样本很容易被模型判别,随着训练的进行对性能提升的贡献也会越来越小。为了解决这个问题,提出了对抗式负样本生成器（ANG）模型。生成器采用编码-解码架构,编码器读入头或尾实体被替换的正样本作为上下文信息,然后解码器利用编码器提供的编码信息为三元组填充被替换的实体,从而构建负样本。训练过程采用已有的知识表示学习模型与生成器进行对抗训练以优化知识表示向量。在链接预测和三元组分类任务上评估了该方法,实验结果表明该方法对已有知识表示学习模型在FB15K237、WN18和WN18RR数据集上的链接预测平均排名与三元组分类准确度都有提升。     

基于深度强化学习的知识推理研究进展综述

知识推理是知识图谱补全的重要方法,已在垂直搜索、智能问答等多个应用领域发挥重要作用。随着知识推理应用研究的不断深入,知识推理的可解释性受到了广泛关注。基于深度强化学习的知识推理方法具备更好的可解释性和更强的推理能力,能够更加充分地利用知识图谱中实体、关系等信息,使得推理效果更好。简要介绍知识图谱及其研究的基本情况,阐述知识推理的基本概念和近年来的研究进展,着重从封闭域推理和开放域推理两个角度,对当下基于深度强化学习知识推理方法进行了深入分析和对比,同时对所涉及到的数据集和评价指标进行了总结,并对未来研究方向进行了展望。     

基于属性嵌入与图注意力网络的实体对齐算法

实体对齐旨在找到位于不同知识图谱中的等效实体,是实现知识融合的重要步骤.当前主流的方法是基于图神经网络的实体对齐方法,这些方法往往过于依赖图的结构信息,导致在特定图结构上训练得到的模型不能拓展应用于其他图结构中.同时,大多数方法未能充分利用辅助信息,例如属性信息.为此,本文提出了一种基于图注意力网络和属性嵌入的实体对齐方法,该方法使用图注意力网络对不同的知识图谱进行编码,引入注意力机制从实体应用到属性,在对齐阶段将结构嵌入和属性嵌入进行结合实现实体对齐效果的提升.在现实世界的3个真实数据集上对本文模型进行了验证,实验结果表明提出的方法在很大程度上优于基准的实体对齐方法.     

知识图谱研究综述

知识图谱是以图的形式表现客观世界中的概念和实体及其之间关系的知识库,是语义搜索、智能问答、决策支持等智能服务的基础技术之一.目前,知识图谱的内涵还不够清晰;且因建档不全,已有知识图谱的使用率和重用率不高.为此,本文给出知识图谱的定义,辨析其与本体等相关概念的关系.本体是知识图谱的模式层和逻辑基础,知识图谱是本体的实例化;本体研究成果可以作为知识图谱研究的基础,促进知识图谱的更快发展和更广应用.本文罗列分析了国内外已有的主要通用知识图谱和行业知识图谱及其构建、存储及检索方法,以提高其使用率和重用率.最后指出知识图谱未来的研究方向.     

知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展

已有推荐方法主要基于用户与项目的历史交互行为,未充分运用用户及项目相关特征信息,推荐效果并不理想。知识图谱（knowledge graph,KG）增强的图神经网络（graph neural network,GNN）推荐,是以用户与项目交互行为构建的交互图为基础,引入同为图结构的知识图谱,并运用图神经网络技术进行处理,从而实现个性化推荐。深入探讨了现有知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展。首先在对图神经网络推荐和知识图谱推荐进行探讨的基础上,从项目知识图谱和协同知识图谱视角,深入分析了当前知识图谱增强的图神经网络推荐取得的相关研究成果;然后从大规模动态知识图谱处理、用户对项目属性的偏好挖掘、知识图谱的图嵌入学习等方面,指出了已有知识图谱增强的图神经网络推荐研究存在的主要问题;最后从动态时序知识图谱增强的GNN推荐、元学习的知识图谱增强GNN推荐、多模态知识图谱增强的GNN推荐、知识图谱增强的GNN跨领域推荐等方面,展望了知识图谱增强的图神经网络推荐未来主要研究方向。     

TransRD: 一种不对等特征的知识图谱嵌入表示模型

知识图谱嵌入是一种将实体和关系映射到低维向量空间的技术。目前已有的嵌入表示方法在对具有不对等特征的知识图谱中的实体和关系建模时存在两大缺陷: 一是假定头尾实体来自同一语义空间,忽略二者在链接结构和数量上的不对等;二是每个关系单独配置一个投影矩阵,忽略关系之间的内在联系,导致知识共享困难,泛化能力差。该文提出一种新的嵌入表示方法TransRD,首先对头尾实体采用不对等转换矩阵进行投影,并用ADADELTA算法自适应调整学习率;其次对关系按相关性分组,每组关系使用同一对投影矩阵的方式来共享公共信息,解决泛化能力差的问题。在公开的数据集WN18和FB15K以及MPBC_20(乳腺癌知识图谱的子集)上进行实验和结果分析并与现有的模型进行对比,结果表明TransRD在各项指标上均取得大幅提升。     

基于知识图谱全局和局部特征的复杂问答方法

近年来,研究者已经提出多种方法来解决知识库问答(KBQA)中的复杂问题,并取得一定成果.然而,由于语义构成的复杂性以及可能存在推理路径的缺失,复杂问题的求解效果依然不佳.为了更好地解决这类问题,提出基于知识图谱全局和局部特征的问答方法——CGL-KBQA.所提方法利用知识嵌入技术提取知识图谱整体的拓扑结构和语义特征作为候选实体节点的全局特征,根据实体表示和问句表示将复杂问答建模为复合的三元组分类任务.同时,将图谱在搜索过程生成的核心推导路径作为局部特征,结合问句的语义相似性来构建候选实体不同维度特征,最终形成混合特征评分器.由于最终推理路径可能缺失,采用基于无监督的多重聚类方法设计了聚类器模块,进而根据候选实体的两类特征表示直接生成最终答案簇,这使得非完全知识图谱问答成为可能.实验结果表明,所提方法在两个常见KBQA数据集上均取得不错的效果,特别是在图谱知识不完全的情况下也具备非常好的效果.     

发动机故障领域知识图谱构建与应用

发动机生产故障和售后维修报告中有大量动力总成和零部件故障信息. 本文将知识图谱引入柴油发动机故障领域, 设计发动机故障领域知识图谱构建的系统流程, 针对多源故障数据进行本体建模. 使用BERT和BiLSTM-CRF结合的实体识别框架, 挖掘故障数据中的专家知识. 提出实体相关性评价指标FF-IEF, 并基于知识图谱和贝叶斯网络进行故障诊断. 设计并开发EFKG原型系统, 共包含12534个实体和408972条三元组, 该系统提供知识抽取、可视化检索、辅助决策等功能, 有效提高信息检索和维修效率, 对知识图谱在发动机故障领域的应用具有一定指导意义.