融合语义信息的知识图谱多跳推理模型

多跳推理模型在知识图谱中充分挖掘和利用实体间的多步关系,组成路径信息,完成知识推理,然而,目前的稀疏知识图谱多跳推理模型大多存在数据稀少及推理路径可靠性较低等问题.为了解决该问题,文中提出融合语义信息的知识图谱多跳推理模型.首先,将知识图谱中的实体和关系嵌入向量空间,作为强化学习训练的外部环境.然后,利用查询关系和推理路径的语义信息,选择相似度最高的(关系,实体)对扩充智能体进行路径搜索的动作空间,以此弥补推理过程中数据稀少的不足.最后,使用推理路径和查询关系的语义相似度评价推理路径的可靠性,并作为奖励函数反馈给智能体.在多个公开稀疏数据集上的实验表明,文中模型明显提升推理性能.     

融合多跳关系路径信息的关系推理方法

针对目前知识图谱（KG）中存在大量关系的缺失,以及在进行关系推理时没有充分考虑两实体间多跳路径中隐含信息的问题,提出了一种融合多跳关系路径信息的关系推理方法。首先,对于给定的候选关系和两个实体,利用卷积运算将连接两个实体的多跳关系路径编码到低维空间里并提取信息;其次,利用双向长短时记忆（BiLSTM）网络建模以生成关系路径表示向量,并利用注意力机制将其与候选关系表示向量进行组合;最后,采用多步推理方式找到匹配程度最高的关系作为推理结果并判断其精确率。与目前常用的路径排序算法（PRA）、神经网络模型Path-RNN以及强化学习模型MINERVA相比,在使用大型知识图谱数据集NELL995进行实验时,所提算法的平均精确率均值（MAP）分别提高了1.96、8.6和1.6个百分点;在使用小型知识图谱数据集Kinship进行实验时,所提方法的MAP比PRA、MINERVA分别提高了21.3、13和12.1个百分点。实验结果表明,所提算法能更加准确地推理出实体间的关系链接。     

融合TuckER嵌入和强化学习的知识推理

知识推理是补全知识图谱的重要方法,旨在根据图谱中已有的知识,推断出未知的事实或关系.针对多数推理方法仍存在没有充分考虑实体对之间的路径信息,且推理效率偏低、可解释性差的问题,提出了将TuckER嵌入和强化学习相结合的知识推理方法 TuckRL (TuckER embedding with reinforcement learning).首先,通过TuckER嵌入将实体和关系映射到低维向量空间,在知识图谱环境中采用策略引导的强化学习算法对路径推理过程进行建模,然后在路径游走进行动作选择时引入动作修剪机制减少无效动作的干扰,并将LSTM作为记忆组件保存智能体历史动作轨迹,促使智能体更准确地选择有效动作,通过与知识图谱的交互完成知识推理.在3个主流大规模数据集上进行了实验,结果表明TuckRL优于现有的大多数推理方法,说明将嵌入和强化学习相结合的方法用于知识推理的有效性.     

融合实体描述与路径信息的知识图谱表示学习模型

知识图谱表示学习方法是将知识图谱中的实体和关系通过特定规则表示成一个多维向量的过程。现有表示学习方法多用于解决单跳知识图谱问答任务,其多跳推理能力无法满足实际需求,为提升多跳推理能力,提出一种融合实体描述与路径信息的知识图谱表示学习模型。首先通过预训练语言模型RoBERTa得到融合实体描述的实体、关系表示学习向量;其次利用OPTransE将知识图谱转化成融入有序关系路径信息的向量。最后构建总能量函数,将针对实体描述和路径信息的向量进行融合。通过实验分析与对比该模型在链路预测任务上与主流知识图谱表示学习模型的性能,验证了该模型的可行性与有效性。     

基于表示学习的知识图谱推理研究综述

知识图谱以结构化形式描述了现实世界中的客观知识,但面临着构建不完整或者无法处理新增知识等挑战。知识图谱推理方法成为了知识图谱补全和更新的重要手段,该方法旨在基于图谱中已有的事实推断出未知的事实。近年来,基于表示学习的知识图谱推理研究受到了广泛关注,其主要研究思路是将实体和关系嵌入到低维连续向量空间从而进行推理,具有计算效率快、推理性能高等优势。文中以基于表示学习的知识图谱推理方法为研究对象,首先对相关的符号表示、数据集、评价指标、训练方法以及评测任务进行了简要概述;其次介绍了基于平移距离和语义匹配的两种典型知识图谱推理方法;然后对融合多源信息的推理方法进行了分类和梳理,以及详细分析了近期流行的基于神经网络的推理研究进展;最后总结全文,同时对知识图谱推理的未来研究方向进行展望。     

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。     

基于知识表示学习的KBQA答案推理重排序算法

现有的知识库问答（KBQA）研究通常依赖于完善的知识库,忽视了实际应用中知识图谱稀疏性这一关键问题。为了弥补该不足,引入了知识表示学习方法,将知识库转换为低维向量,有效摆脱了传统模型中对子图搜索空间的依赖,并实现了对隐式关系的推理,这是以往研究所未涉及到的。其次,针对传统KBQA在信息检索中常见的问句语义理解错误对下游问答推理的错误传播,引入了一种基于知识表示学习的答案推理重排序机制。该机制使用伪孪生网络分别对知识三元组和问句进行表征,并融合上游任务核心实体关注度评估阶段的特征,以实现对答案推理结果三元组的有效重排序。最后,为了验证所提算法的有效性,在中国移动RPA知识图谱问答系统与英文开源数据集下分别进行了对比实验。实验结果显示,相比现有的同类模型,该算法在hits@n、准确率、F1值等多个关键评估指标上均表现更佳,证明了基于知识表示学习的KBQA答案推理重排序算法在处理稀疏知识图谱的隐式关系推理和KBQA答案推理方面的优越性。     

小样本关系下的时序知识图谱推理

在各大知识推理应用场景下,知识图谱中时序的缺失、知识图谱构建时实体关系的不完善,已然成为研究者们亟需解决的问题。为此,构造了一种融合时序信息与小样本关系的知识图谱推理模型,该模型将知识图谱的三元组表示扩展到含有时序信息的四元组表示,并通过时序信息来提高推理路径的准确性。此外,通过元学习从高频关系中学习元参数,并使用元参数适配小样本关系任务,提高模型在小样本关系中的泛化能力。实验表明,所提出的方法在Hits@1、Hits@3、Hits@10和MRR上均高于对比方法,并且均提高5%以上,表明所提出的方法可以完成知识图谱的推理,并且在小样本关系下具有较好的效果。     

TransPath:一种基于深度迁移强化学习的知识推理方法

基于深度强化学习(Reinforcement Learning,RL)的知识推理旨在推理缺失事实并补全知识图谱,RL智能体在知识图谱上搜索路径,并基于路径进行事实预测和链接预测.由于具有良好的性能和可解释性,基于深度RL的知识推理方法近几年迅速成为研究热点.然而,对于特定实体来说,动作空间中存在大量的无效动作,RL智能...     

融合知识表示和深度强化学习的知识推理方法

知识推理是解决知识图谱中知识缺失问题的重要方法,针对大规模知识图谱中知识推理方法仍存在可解释性差、推理准确率和效率偏低的问题,提出了一种将知识表示和深度强化学习相结合的方法RLPTransE。利用知识表示学习方法,将知识图谱映射到含有三元组语义信息的向量空间中,并在该空间中建立强化学习环境。通过单步择优策略网络和多步推理策略网络的训练,使强化学习智能体在与环境交互过程中,高效挖掘推理规则进而完成推理。在公开数据集上的实验结果表明,相比于其他先进方法,该方法在大规模数据集推理任务中取得更好的表现。     

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.     

知识表示学习方法研究综述

近年来,知识表示学习已经成为知识图谱领域研究的热点。为了及时掌握当前知识表示学习方法的研究现状,通过归纳与整理,将具有代表性的知识表示方法进行了介绍和归类,主要分为传统的知识表示模型、改进的知识表示模型、其他的知识表示模型。对每一种方法解决的问题、算法思想、应用场景、评价指标、优缺点进行了详细归纳与分析。通过研究发现,当前知识表示学习主要面临关系路径建模、准确率、复杂关系处理的挑战。针对这些挑战,展望了采用关系的语义组成来表示路径、采用实体对齐评测指标、在实体空间和关系空间建模,以及利用文本上下文信息以扩展KG的语义结构的解决方案。     

关系数据库中支持语义的Top-K关键字搜索

为了增强关系数据库中的关键字搜索查询结果,考虑了多表之间以及元组之间的语义关系,提出了一种语义评分函数.该语义评分函数不仅涵盖了当前的评分思想,并且加入新指标来衡量查询结果与查询关键字之间的相关性.基于该评分函数,提出两种以数据块为处理单位的Top-K搜索算法,分别为BA(blocking algorithm)算法和EBA(early-stopping blocking algorithm)算法.EBA在BA基础上引入了过滤域值,以便尽早终止算法的迭代次数.最后实验结果显示语义评分函数保证了搜索结果的高查准率和查全率,所提出的BA算法和EBA算法改善了现有方法的查询性能.     

知识图谱的候选实体搜索与排序

根据给定查询实体与知识图谱(Knowledge Graph,KG)中其他实体的相关程度对实体进行排序,是相关实体搜索的重要支撑技术.实体间的相关性不仅体现在KG中,还体现在快速产生的Web文档中.现有的方法主要根据KG来计算实体间的相关度,但KG无法及时地反映真实世界中快速演化的知识,导致计算结果不够客观.因此,本文首先基于TransH模型提出一种候选实体搜索算法,通过分析实体在不同关系超平面中的语义表示来针对不同关系选择候选实体.为了提高候选实体排序的准确性,提出实体无向带权图模型(Entity Undirected Weighted Graph,EUWG),通过量化查询实体与候选实体在Web文档和KG中反映出的相关性,从而准确地对候选实体进行排序.实验结果表明,本文的方法能够在大规模KG中准确地搜索候选实体并对其正确排序.     

基于GAN异质网络表示学习的疾病关联预测算法

分析疾病与基因、miRNA等生物实体之间的关联是生物研究领域的重要目标,然而利用海量的数据进行生物学实验成本过高。提出一种基于网络表示学习的关联预测算法,通过多源数据集构建生物异质网络,并给出基于生成式对抗网络的异质网络表示学习算法学习鲁棒的向量表示,算法中的判别器和生成器考虑网络中的关系来捕获丰富的异质语义信息,并通过对抗学习进行训练,在此基础上通过衡量实体向量的相似性预测疾病和基因、miRNA之间的关联。实验结果表明,与HSSVM、GAN等算法相比,该算法在两个关联预测任务上均取得了最高的AUC值,具有更好的预测结果,并且通过引入更多异质数据进行训练,有效提升了算法性能。     

结合依存关系与同义词词林的相似度计算

设计了一种基于依存关系与同义词词林相结合的语义相似度计算方法。该方法通过依存关系分别提取两个文本的关系路径,同时基于同义词词林计算两个文本之间关系路径的语义相似度。在计算两个文本之间的语义相似度时,使用语言技术平台(language technology platform,LTP)对文本进行中文分词以及获取文本的依存关系图,从中提取关系路径,从而可以结合关系路径和同义词词林计算两个文本之间的语义相似度。通过实验,获得的平均偏差率为13.83%。实验结果表明,结合依存关系与同义词词林的语义相似度方法在准确率上相比较基于同义词词林的语义相似度和基于依存关系的语义相似度有了一定的提高。     

关系数据库中支持语义的Top-K关键字搜索

为了增强关系数据库中的关键字搜索查询结果,考虑了多表之间以及元组之间的语义关系,提出了一种语义评分函数.该语义评分函数不仅涵盖了当前的评分思想,并且加入新指标来衡量查询结果与查询关键字之间的相关性.基于该评分函数,提出两种以数据块为处理单位的Top-K搜索算法,分别为BA(blocking algorithm)算法和EBA(early-stopping blocking algorithm)算法.EBA在BA基础上引入了过滤域值,以便尽早终止算法的迭代次数.最后实验结果显示语义评分函数保证了     

融合知识图谱和协同过滤的学生成绩预测方法

针对高等教育本科教学场景中的学生成绩预测问题,提出了一种基于课程知识图谱（KG）的预测算法。首先,构造一个表示课程信息的课程知识图谱。然后,分别使用基于邻节点的方法和基于知识图谱表示学习的方法基于知识图谱计算课程在知识层面的相似度,并将课程的知识相似度集成到传统的成绩预测框架协同过滤（CF）中。最后,通过实验对比了融合知识图谱的算法和常见成绩预测算法在不同数据稀疏度场景下的性能。实验结果显示,在数据稀疏场景下,基于邻节点的算法和传统协同过滤算法相比,均方根误差（RMSE）下降约11%,平均绝对误差（MAE）下降约9%;基于图谱表示学习的算法与协同过滤算法相比RMSE下降17.55%,MAE下降11.40%。实验结果表明,运用知识图谱的协同过滤算法可使预测误差显著下降,验证了知识图谱可以作为历史数据缺乏场景下的信息补足,从而帮助协同过滤获得更好的预测效果。     

非结构化智能金融投研平台的开发与行业应用

当前针对非结构化数据处理的研究多集中于实验态的技术实现,对于其在金融投研业务中落地应用的整体架构与路径的研讨则较为缺乏.为此,提出将大数据、自然语言处理、知识图谱等技术结合起来进行智能化投研平台的研发设计,并实现其在真实金融投研场景的应用.该平台基于Hadoop分布式系统进行数据采集、存储与计算,集成了传统文本处理技术...