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【组图】综述 | 知识图谱研究进展(3)

字号+ 作者: 来源: 2017-03-21

模式匹配主要寻找本体中属性和概念之间的对应关系,文献[35]和[36]给出比较详尽的综述。文献[37]提出一个自动的语义匹配方法,该方法首先利用像 WordNet 之类的词典以及本体的结构等信息进行模式匹配,然后将结果根

模式匹配主要寻找本体中属性和概念之间的对应关系,文献[35]和[36]给出比较详尽的综述。文献[37]提出一个自动的语义匹配方法,该方法首先利用像 WordNet 之类的词典以及本体的结构等信息进行模式匹配,然后将结果根据加权平均的方法整合起来,再利用一些模式(patterns)进行一致性检查,去除那些导致不一致的对应关系。该过程可循环的,直到不再找到新的对应关系为止。文献[38]也是考虑多种匹配算法的结合,利用基于术语的一些相似度计算算法,例如 n-gram 和编辑距离,这里算法计算的结果根据加权求和进行合并,还考虑了概念的层次关系和一些背景知识,最后通过用户定义的权重进行合并。为了应对大规模的本体,文献[39]提出一个使用锚(anchor)的系统,该系统以一对来自两个本体的相似概念为起点,根据这些概念的父概念和子概念等邻居信息逐渐地构建小片段,从中找出匹配的概念。新找出的匹配的概念对又可作为新的锚,然后再根据邻居信息构建新的片段。该过程不断地重复,直到未找到新的匹配概念对时停止。文献[40]则以分而治之的思想处理大规模本体,该方法先根据本体的结构对其进行划分获得组块,然后从不同本体获得的组块进行基于锚的匹配,这里的锚是指事先匹配好的实体对,最后再从匹配的组块中找出对应的概念和属性。现有的匹配方法通常是将多个匹配算法相结合,采用加权平均或加权求和的方式进行合并。但是,由于本体结构的不对称性等特征,这种固定的加权方法显出不足。文献[41]基于贝叶斯决策的风险最小化提出一个动态的合并方法,该方法可以根据本体的特征,在计算每个实体对的相似度时动态地选择使用哪几个匹配算法,如何合并这些算法,其灵活性带来了很好的匹配结果。

实例匹配是评估异构知识源之间实例对的相似度,用来判断这些实例是否指向给定领域的相同实体。最近几年,随着 Web 2.0 和语义 Web 技术的不断发展,越来越多的语义数据往往具有丰富实例和薄弱模式的特点,促使本体匹配的研究工作慢慢的从模式层转移到实例层[42]。文献[43]提出一个自训练的方法进行实例匹配,该方法首先根据 owl:sameAs、函数型属性(functional properties)和基数(cardinalities)构建一个核(kernel),再根据区别比较明显的属性值对递归的对该核进行扩展。文献[44]利用现有的局部敏感哈希(locality-sensitivehashing)技术来大幅提高实例匹配的可扩展性,该方法首先需要定义用于实例相似性分析的粒度,然后使用分割好的字符串技术实例相似度。文献[45]首先使用向量空间模型表示实例的描述性信息,再基于规则采用倒排索引(inverted indexes)获取最初的匹配候选,在使用用户定义的属性值对候选进行过滤,最后计算出的匹配候选相似度用来作为整合的向量距离,由此抽取出匹配结果。虽然已有方法中已有不少用于处理大规模本体的实例匹配问题,但是同时保证高效和高精度仍然是个很大的挑战。文献[46]提出了一个迭代的框架,充分利用特征明显的已有匹配方法来提高效率,同时基于相似度传播的方法利用一个加权指数函数来确保实例匹配的高精度。

  1.4 实体链接技术

歧义性和多样性是自然语言的固有属性,也是实体链接的根本难点。如何挖掘更多、更加有效的消歧证据,设计更高性能的消歧算法依然是实体链接系统的核心研究问题,值得进一步研究。下面按照不同的实体消歧方法进行分类。

基于概率生成模型方法:韩先培和孙乐[47]提出了一种生成概率模型,将候选实体 e 出现在某页面中的概率、特定实体 e 被表示为实体指称项的概率以及实体 e 出现在特定上下文中的概率三者相乘,得到候选实体同实体指称项之间的相似度评分值。Blanco 和 Ottaviano 等人[48]提出了用于搜索查询实体链接的概率模型,该方法采用了散列技术与上下文知识,有效地提高了实体链接的效率。

基于主题模型的方法:Zhang 等人[49]通过模型自动对文本中的实体指称进行标注,生成训练数据集用于训练 LDA 主题模型,然后计算实体指称和候选实体的上下文语义相似度从而消歧得到目标实体。王建勇等人[50]提出了对用户的兴趣主题建模的方法,首先构建关系图,图中包含了不同命名实体间的相互依赖关系,然后利用局部信息对关系图中每个命名实体赋予初始兴趣值,最后利用传播算法对不同命名实体的兴趣值进行传播得到最终兴趣值,选择具有最高兴趣值的候选实体。

基于图的方法:Han 等人[51]构造了一种基于图的模型,其中图节点为所有实体指称和所有候选实体;图的边分为两类,一类是实体指称和其对应的候选实体之间的边,权重为实体指称和候选实体之间的局部文本相似度,采用词袋模型和余弦距离计算得出。另一类是候选实体之间的边,权重为候选实体之间的语义相关度,采用谷歌距离计算。算法首先采集不同实体的初始置信度,然后通过图中的边对置信度进行传播和增强。Gentile 和 Zhang[52]等人提出了基于图和语义关系的命名实体消歧方法,该方法在维基百科上建立基于图的模型,然后在该模型上计算各个命名实体的得分从而确定了目标实体,该方法在新闻数据上取得了较高的准确率。Alhelbawy 等人[53]也采用基于图的方法,图中的节点为所有的候选实体,边采用两种方式构建,一种是实体之间的维基百科链接,另一种是使用实体在维基百科文章中句子的共现。图中的候选实体节点通过和实体指称的相似度值被赋予初始值,采用 PageRank 选择目标实体。Hoffart 等人[54]使用实体的先验概率,实体指称和候选实体的上下文相似度,以及候选实体之间的内聚性构成一个加权图,从中选择出一个候选实体的密集子图作为最可能的目标实体分配给实体指称。

基于深度神经网络的方法:周明和王厚峰等人[55]提出了一种用于实体消歧的实体表示训练方法。该方法对文章内容进行自编码,利用深度神经网络模型以有监督的方式训练实体表示,依据语义表示相似度对候选实体进行排序,但该方法是一种局部性方法,没有考虑同一文本中共同出现的实体间相关性。黄洪钊和季姮等人[56]基于深度神经网络和语义知识图谱,提出了一种基于图的半监督实体消歧义方法,将深度神经网络模型得到的实体间语义关联度作为图中的边权值。从实验结果得出:基于语义知识图谱的 NGD 和 VSM[57]方法比起 Wikipedia anchor links 无论在关联性测试上还是在消歧性能上都具有更好的测试结果。相比 NGD 和 VSM,基于 DNN[58]的深度语义关联方法在关联性测试上还是在消歧性能上都具有更好的关联性和更高的准确性。但该方法存在两点不足,一方面在构建深度语义关联模型时采用词袋子方法,没有考虑上下文词之间位置关系,另外一方面在消歧的过程中,构建的图模型没有充分利用已消歧实体,边权值和顶点得分随着未消歧实体增加保持不变,并没有为后续的歧义实体增加信息量。

  1.5 知识推理技术

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