一种基于多维度图神经网络的短文本分类方法

中文短文本分类是自然语言处理的重要领域之一,文中提出了一种基于多维度图神经网络的短文本分类方法,通过对文档中的中文词语进行建模,分别构建序列边、词频边、主题边与结点信息相融合以达到提取深度语义信息的目的,提高图神经网络的分类能力。通过和现有方法对比,本文提出的基于多维度图神经网络的短文本分类方法具有更高的准确率,能够有效的达到中文短文本分类的目的。     

融合知识图谱与注意力机制的短文本分类模型

针对短文本缺乏上下文信息导致的语义模糊问题,构建一种融合知识图谱和注意力机制的神经网络模型。借助现有知识库获取短文本相关的概念集,以获得短文本相关先验知识,弥补短文本缺乏上下文信息的不足。将字符向量、词向量以及短文本的概念集作为模型的输入,运用编码器-解码器模型对短文本与概念集进行编码,利用注意力机制计算每个概念权重值,减小无关噪声概念对短文本分类的影响,在此基础上通过双向门控循环单元编码短文本输入序列,获取短文本分类特征,从而更准确地进行短文本分类。实验结果表明,该模型在AGNews、Ohsumed和TagMyNews短文本数据集上的准确率分别达到73.95%、40.69%和63.10%,具有较好的分类能力。     

基于语义依存分析的图网络文本分类模型

针对目前已有的文本分类方法未考虑文本内部词之间的语义依存信息而需要大量训练数据的问题,提出基于语义依存分析的图网络文本分类模型TextSGN。首先对文本进行语义依存分析,对语义依存关系图中的节点（单个词）和边（依存关系）进行词嵌入和one-hot编码;在此基础上,为了对语义依存关系进行快速挖掘,提出一个SGN网络块,通过从结构层面定义信息传递的方式来对图中的节点和边进行更新,从而快速地挖掘语义依存信息,使得网络更快地收敛。在多组公开数据集上训练分类模型并进行分类测试,结果表明,TextSGN模型在短文本分类上的准确率达到95.2%,较次优分类法效果提升了3.6%。     

基于门控图注意力网络的归纳式文本分类

为了有效地整合文本中的复杂特征和提取不同的上下文信息,提出了基于门控图注意力网络的归纳式文本分类方法 (TextIGAT).该方法首先为语料库中的每个文档进行单独构图,并将其中所有的单词作为图中的节点,以此保留完整的文本序列.文本图中设计单向连接的文档节点,使词节点能与全局信息交互,并合并不同的上下文关系连接词节点,从而在单个文本图中引入更多的文本信息.然后,方法基于图注意力网络(GAT)和门控循环单元(GRU)来更新词节点的表示,并根据图中保留的文本序列应用双向门控循环单元(Bi-GRU)来增强节点的顺序表示. TextIGAT能灵活地整合来自文本本身的信息,因此能对包含新词和关系的文本进行归纳式学习.在4个基准数据集(MR、Ohsumed、R8、R52)上的大量实验和详细分析表明了所提出的方法在文本分类任务上的有效性.     

融合边特征与注意力的表格结构识别模型

针对现有方法在表格结构识别问题中存在的先验知识依赖、鲁棒性不足、表达能力不足等问题，提出一种新的融合边特征与注意力的表格结构识别模型——GEAN-TSR。首先，提出图边注意力网络（GEAN）并作为模型的主干网络，在边卷积结构的基础上引入并改进图注意力机制聚合图节点特征，解决图网络在特征提取过程中的信息损失的问题，提高图网络的表达能力；然后，引入边特征融合模块融合浅层图节点信息与图网络输出，增强图网络的局部信息提取能力与表达能力；最后，将门控循环单元（GRU）提取的图节点文本特征融入文本特征融合模块对边进行分类预测。在SciTSR-COMP数据集上的对比实验中，相较于目前最优的模型SEM,GEAN-TSR的召回率与F1值分别提升2.5与1.4个百分点。在消融实验中，GEAN-TSR采用特征融合模块后，所有指标都取得了最优值，验证了模块的有效性。实验结果表明，GEAN-TSR能够有效提升网络性能，更好地完成表格结构识别任务。     

基于边权值的网络抗毁性评估方法

根据有权网络中边的权值计算节点的边权值,并依据边的权值计算全网平均最短路径得到节点重要性。通过节点的边权值和节点的重要性,建立一个抗毁度评估方法,计算节点的抗毁度并得到全网的抗毁度。实例证明该方法的有效性。     

基于异构图卷积网络的小样本短文本分类方法

针对小样本短文本分类过程中出现的语义稀疏与过拟合问题,在异构图卷积网络中利用双重注意力机制学习不同相邻节点的重要性和不同节点类型对当前节点的重要性,构建小样本短文本分类模型HGCN-RN。利用BTM主题模型在短文本数据集中提取主题信息,构造一个集成实体和主题信息的短文本异构信息网络,用于解决短文本语义稀疏问题。在此基础上,构造基于随机去邻法和双重注意力机制的异构图卷积网络,提取短文本异构信息网络中的语义信息,同时利用随机去邻法进行数据增强,用于缓解过拟合问题。在3个短文本数据集上的实验结果表明,与LSTM、Text GCN、HGAT等基准模型相比,该模型在每个类别只有10个标记样本的情况下仍能达到最优性能。     

结合LDA与Self-Attention的短文本情感分类方法

在对短文本进行情感分类任务的过程中,由于文本长度过短导致数据稀疏,降低了分类任务的准确率。针对这个问题,提出了一种基于潜在狄利克雷分布（LDA）与Self-Attention的短文本情感分类方法。使用LDA获得每个评论的主题词分布作为该条评论信息的扩展,将扩展信息和原评论文本一起输入到word2vec模型,进行词向量训练,使得该评论文本在高维向量空间实现同一主题的聚类,使用Self-Attention进行动态权重分配并进行分类。通过在谭松波酒店评论数据集上的实验表明,该算法与当前主流的短文本分类情感算法相比,有效地提高了分类性能。     

基于图注意力网络的突发事件触发词抽取

针对目前突发事件触发词抽取方法存在由于分词引起的误差传递而导致触发词提取不准确的问题，提出基于图注意力网络的突发事件触发词抽取模型（ETEGAN）。ETEGAN首先使用Word2vec和BERT预训练语言模型对文本序列进行向量化，将获取到的向量表示与动态词向量相结合，使用双向门控循环单元BiGRU提取上下文特征，并利用图注意力网络GAT提取文本特征，调整重要特征的权重，突出重要词对事件触发词抽取的贡献。实验结果表明，本文模型有效地提高了突发事件触发词识别准确率。     

基于Sentence-LDA主题模型的短文本分类

短文本特征稀疏、上下文依赖性强的特点,导致传统长文本分类技术不能有效地被直接应用。为了解决短文本特征稀疏的问题,提出基于Sentence-LDA主题模型进行特征扩展的短文本分类方法。该主题模型是隐含狄利克雷分布模型（Latent Dirichlet Allocation, LDA）的扩展,假设一个句子只产生一个主题分布。利用训练好的Sentence-LDA主题模型预测原始短文本的主题分布,从而将得到的主题词扩展到原始短文本特征中,完成短文本特征扩展。对扩展后的短文本使用支持向量机（Support Vector Machine, SVM）进行最后的分类。实验显示,与传统的基于向量空间模型（Vector Space Model,VSM）直接表示短文本的方法比较,本文提出的方法可以有效地提高短文本分类的准确率。     

融合全局结构信息的拓扑优化图卷积网络

基于拓扑优化的图卷积网络(TOGCN)是一类图卷积神经网络(GCNN)模型,它通过网络中的辅助信息优化网络拓扑结构,有利于反映节点间的联系程度;然而TOGCN模型仅注重局部节点之间的关联关系,对网络潜在的全局结构信息关注不足.融合全局特征信息,有助于提高模型的性能和处理信息缺失时的鲁棒性.提出了融合全局结构信息的拓扑优...     

基于图卷积网络的文本分割模型

文本分割的主要任务是将文本按照主题相关的原则划分为若干个相对独立的文本块。针对现有文本分割模型提取文本段落结构信息、语义相关性及上下文交互等细粒度特征的不足,提出了一种基于图卷积网络（GCN）的文本分割模型TS-GCN。首先,基于文本段落的结构信息与语义逻辑构建出文本图;然后,引入语义相似性注意力来捕获文本段落节点间的细粒度相关性,并借助GCN实现文本段落节点高阶邻域间的信息传递,以此增强模型多粒度提取文本段落主题特征表达的能力。将所提模型与目前常用作文本分割任务基准的代表模型CATS及其基础模型TLT-TS进行对比。实验结果表明在Wikicities数据集上,TS-GCN在未增加任何辅助模块的情况下比TLT-TS的评价指标Pk值下降了0.08个百分点;在Wikielements数据集上,相较于CATS和TLT-TS,所提模型的Pk值分别下降了0.38个百分点和2.30个百分点,可见TLT-TS取得了较好的分割效果。     

融合实体描述信息和邻居节点特征的知识表示学习方法

知识图谱表示学习旨在将实体和关系映射到一个低维稠密的向量空间中。现有的大多数相关模型更注重于学习三元组的结构特征,忽略了三元组内的实体关系的语义信息特征和三元组外的实体描述信息特征,因此知识表达能力较差。针对以上问题,提出了一种融合多源信息的知识表示学习模型BAGAT。首先,结合知识图谱特征来构造三元组实体目标节点和邻居节点,并使用图注意力网络（GAT）聚合三元组结构的语义信息表示;然后,使用BERT词向量模型对实体描述信息进行嵌入表示;最后,将两种表示方法映射到同一个向量空间中进行联合知识表示学习。实验结果表明,BAGAT性能较其他模型有较大提升,在公共数据集FB15K-237链接预测任务的Hits@1与Hits@10指标上,与翻译模型TransE相比分别提升了25.9个百分点和22.0个百分点,与图神经网络模型KBGAT相比分别提升了1.8个百分点和3.5个百分点。可见,融合实体描述信息和三元组结构语义信息的多源信息表示方法可以获得更强的表示学习能力。     

基于节点相似性的图注意力网络表示学习模型

图注意力网络(GAT)通过注意力机制聚合节点的邻居信息以提取节点的结构特征,然而并没有考虑网络中潜在的节点相似性特征。针对以上问题,提出了一种考虑网络中相似节点的网络表示学习方法NSGAN。首先,在节点层面上,通过图注意力机制分别学习相似网络和原始网络的结构特征;其次,在图层面上,将两个网络对应的节点嵌入通过基于图层面的注意力机制聚合在一起,生成节点最终的嵌入表示。在三个数据集上进行节点分类实验,NSGAN比传统的图注意力网络方法的准确率提高了约2%。     

基于图注意力网络的方面级别文本情感分析

方面级别文本情感分析旨在分析文本中不同方面所对应的情感趋向。传统基于神经网络的深度学习模型在文本情感分析的过程中,大多直接使用注意力机制而忽略了句法关系的重要性,即不能充分利用方面节点的上下文语义信息,导致情感趋向预测效果不佳。针对该问题,设计一种融合句法信息的图注意力神经网络模型,并将其应用于文本情感分析任务。利用预训练模型BERT进行词嵌入得到初始词向量,将初始词向量输入双向门控循环神经网络以增强特征向量与上下文信息之间的融合,防止重要上下文语义信息丢失。通过融合句法信息的图注意力网络加强不同方面节点之间的交互,从而提升模型的特征学习能力。在SemEval-2014数据集上的实验结果表明,该模型能够充分利用句法信息进行情感分析,其准确率较LSTM及其变种模型至少提升3%,对Restaurant评论进行情感分类预测时准确率高达83.3%。     

基于改进遗传算法和图神经网络的股市波动预测方法

针对支持向量机（SVM）、长短期记忆（LSTM）网络等智能算法在股市波动预测过程中股票评价特征选择困难及时序关系维度特征缺失的问题,为能够准确预测股票波动、有效防范金融市场风险,提出了一种基于改进遗传算法（IGA）和图神经网络（GNN）的股市波动预测方法——IGA-GNN。首先,利用相邻交易日间的时序关系构建股市交易指标图数据;其次,通过评价指标特性优化交叉、变异概率来改进遗传算法（GA）,从而实现节点特征选择;然后,建立图数据的边与节点特征的权重矩阵;最后,运用GNN进行图数据节点的聚合与分类,实现了股市波动预测。在实验阶段,所研究的股票总评价指标数为130个,其中IGA在GNN方法下提取的有效评价指标87个,使指标数量降低了33.08%。应用所提IGA在智能算法中进行特征提取,得到的算法与未进行特征提取的智能算法相比,预测准确率整体提升了7.38个百分点;而与应用传统GA进行智能算法的特征提取相比,应用所提IGA进行智能算法的特征提取的总训练时间缩短了17.97%。其中,IGA-GNN方法的预测准确率最高,相较未进行特征提取的GNN方法的预测准确率整体提高了19.62个百分点;而该方法与用传统GA进行特征提取的GNN方法相比,训练时间平均缩短了15.97%。实验结果表明,所提方法可对股票特征进行有效提取,预测效果较好。     

利用初始残差和解耦操作的自适应深层图卷积

传统的图卷积网络(GCN)及其很多变体都是在浅层时达到最佳的效果,而没有充分利用图中节点的高阶邻居信息.随后产生的深层图卷积模型可以解决以上问题却又不可避免地产生了过平滑的问题,导致模型无法有效区分图中不同类别的节点.针对此问题,提出了一种利用初始残差和解耦操作的自适应深层图卷积模型ID-AGCN.首先,对节点的表示转...     

基于节点相似度的无监督属性图嵌入模型

属性图嵌入旨在将属性图中的节点表示为低维向量,并同时保留节点的拓扑信息和属性信息.属性图嵌入已经有一系列相关工作,然而它们大多数提出的是有监督或半监督的算法.在实际应用中,需要标记的节点数量多,导致这些属性图嵌入算法的难度大,且需要消耗巨大的人力物力.针对上述问题以无监督的视角重新分析,提出了一种无监督的属性图嵌入算法...     

结合图自编码器与聚类的半监督表示学习方法

节点标签是复杂网络中广泛存在的监督信息,对网络表示学习具有重要作用。基于此,提出了一种结合图自编码器与聚类的半监督表示学习方法（GAECSRL）。首先,以图卷积网络（GCN）和内积函数分别作为编码器和解码器,并构建图自编码器以形成信息传播框架;然后,在编码器生成的低维表示基础上增加k-means聚类模块,从而使图自编码器的训练过程和节点的类别分布划分形成自监督机制;最后,利用节点标签的判别信息对网络低维表示的类别划分进行指导,将网络表示生成、类别划分以及图自编码器的训练构建在一个统一的优化模型中,并获得融合节点标签信息的有效网络表示结果。在仿真实验中,将GAECSRL用于节点分类和链接预测任务。实验结果表明,相比DeepWalk、node2vec、全局结构信息图表示学习（GraRep）、结构化深度网络嵌入（SDNE）和用数据的转导式或归纳式嵌入预测标签和邻居（Planetoid）,在节点分类任务中GAECSRL的Micro?F1指标提高了0.9~24.46个百分点,Macro?F1指标提高了0.76~24.20个百分点;在链接预测任务中,GAECSRL的AUC指标提高了0.33~9.06个百分点,说明GAECSRL获得的网络表示结果能有效提高节点分类和链接预测任务的性能。