旅游领域实体和关系联合抽取方法研究

从文本信息中抽取关系三元组是构建知识图谱的关键任务,近年来受到工业界和学术界的广泛关注。针对旅游领域信息抽取过程中出现的实体嵌套和关系重叠问题,提出了一种基于双仿射注意力机制的实体关系联合抽取模型BAMRel,该模型通过共享编码层参数利用双仿射注意力机制在实体识别部分和关系抽取部分构建分类矩阵,并在关系抽取部分融合实体类型信息,提升关系抽取效果的同时增加了两个任务之间的交互。此外,通过远程监督和人工校验构建了旅游领域关系抽取数据集TFRED,BAMRel模型在此数据集上F1值达到了91.8%,有效地解决了实体嵌套和关系重叠问题。为了验证模型的鲁棒性,在百度DuIE数据集上与主流联合抽取模型进行了对比实验,BAMRel模型取得了最高的F1值80.2%。     

单步片段标注的实体关系联合抽取模型

关系抽取作为知识图谱等诸多领域的上游任务，具有广泛应用价值，近年来受到广泛关注。关系抽取模型普遍存在暴露偏差问题，抽取文本普遍存在实体嵌套和实体重叠问题，这些问题严重影响了模型性能。因此，提出了一种基于片段标注的实体关系联合抽取模型（span-labeling based model,SLM），主要包括：将实体关系抽取问题转化为片段标注问题；使用滑动窗口和三种映射策略将词元（token）序列进行组合排列重新平铺成片段（span）序列；使用LSTM和多头自注意力机制进行片段深层语义特征提取；设计了实体关系标签，使用多层标注方法进行关系标签分类。在英文数据集NYT、WebNLG上进行实验，相对于基线模型F1值显著提高，验证了模型的有效性，能有效解决上述问题。     

基于指针网络的实体与关系联合抽取方法

针对现有实体和关系联合抽取方法中存在的实体与关系依赖建模不足、实体发生重叠难以抽取其所涉及的多个关系的问题,设计了基于深度学习的联合抽取框架。首先针对依赖建模不足问题,从预训练语料中提取实体共现特征,建模了实体间的潜在语义关系和实体与关系之间的依赖关系。其次提出了新颖的指针标注方法,该标注方法可以通过指针表示关系类别,由于任一实体可以被多个指针指向,所以可以在一段文本中标注重叠的实体并抽取多个实体—关系三元组结果。最后,为了有效利用单词的丰富语义和指针之间依赖的信息,设计了一个标签感知注意力机制,融合了包括来自编码层的字词信息、相关的共现语义信息。与研究中前沿的联合提取方法相比,该方法在百度DuIE测试集上实现了F₁值的增加。通过实验结果表明指针标注方法在一定程度上可以解决实体重叠问题。     

面向地质领域的实体关系联合抽取研究

构建地质领域的知识图谱有助于便捷高效地共享和应用多源地质知识，而地质关系三元组抽取对地质领域知识图谱构建具有重要意义。针对现有实体关系联合抽取模型无法有效识别重叠三元组的问题，考虑地质领域专业知识的特殊性，基于预训练语言模型BERT建立一种用于地质领域关系三元组抽取的层级标注模型HtERT。采用中文预训练语言模型BERT-wwm替代原始的BERT模型作为底层编码器，以提高模型对中文的编码能力。在实体识别阶段，引入关于实体起始位置的嵌入表示来限制实体的抽取长度，从而提升实体识别的准确度。引入全局上下文信息和BiLSTM网络使得模型抽取到的特征能更精确地表示地质样本信息，增强模型对地质关系三元组以及重叠三元组的抽取能力。在地质领域数据集上的实验结果表明，HtERT模型相比于PCNN、BiLSTM、PCNN+ATT、CASREL等基线模型具有明显优势，精确率、召回率以及F1值分别平均提升15.24、10.96和13.20个百分点，验证了该模型在地质领域实体关系联合抽取任务中的有效性。     

基于RoBERTa-Effg-Adv的实体关系联合抽取方法

实体关系抽取是构建知识图谱的关键步骤,其目的是抽取文本中的关系三元组。针对现有中文实体关系联合抽取模型无法有效抽取重叠关系三元组及提取性能不足的问题,该文提出了RoBERTa-Effg-Adv的实体关系联合抽取模型,其编码端采用RoBERTa-wwm-ext预训练模型对输入数据进行编码,并采用Efficient GlobalPointer模型来处理嵌套和非嵌套命名实体识别,将实体关系三元组拆分成五元组进行实体关系联合抽取。再结合对抗训练,提升模型的鲁棒性。为了获得机器可读的语料库,对相关文本书籍进行扫描,并进行光学字符识别,再通过人工标注数据的方式,形成该研究所需要的关系抽取数据集REDQTTM,该数据集包含18种实体类型和11种关系类型。实验结果验证了该方法在瞿昙寺壁画领域的中文实体关系联合抽取任务的有效性,在REDQTTM测试集上的精确率达到了94.0%,召回率达到了90.7%,F1值达到了92.3%,相比GPLinker模型,在精确率、召回率和F1值上分别提高了2.4百分点、0.9百分点、1.6百分点。     

融合实体概念描述与图像特征的知识图谱表示学习研究

知识图谱表示学习将实体和关系映射到一个连续的低维空间.传统学习方法是从结构化的三元组学习知识表示,忽略了三元组之外与实体相关的丰富多源信息.针对该问题,提出一种将实体概念描述和图像特征与事实三元组相结合的知识图谱表示学习模型DIRL.首先,利用BERT模型进行实体概念描述的语义表示;其次,使用CNN编码器对图像总体特征进行提取,然后通过基于注意力的方法表示图像特征;最后,将基于概念描述的表示和基于图像特征的表示与翻译模型TransR结合起来进行知识图谱表示学习.通过实验验证,DIRL模型优于现有方法,提高了多源信息知识图谱表示的有效性.     

BGPNRE:一种基于BERT的全局指针网络实体关系联合抽取方法

实体-关系联合抽取指从非结构化文本中联合抽取出实体-关系三元组，是信息抽取和知识图谱构建的一项关键任务。文中提出了一种新的基于全局指针网络实体关系联合抽取方法BGPNRE(BERT-based Global Pointer Network for Named Entity-Relation Joint Extraction),首先通过潜在关系预测模块预测文本中蕴含的关系，过滤掉不可能存在的关系，将实体抽取限制在预测的关系子集中；其次通过使用基于关系的全局指针网络，获取所有主客体实体的位置；最后通过全局指针网络通信模块，将主客体位置高效率地解码对齐成一个实体关系三元组。该方法避免了传统管道式方法存在的错误传播问题，同时也解决了关系冗余、实体重叠、Span提取泛化不足等问题。实验结果表明，所提方法在多关系和重叠实体抽取上表现卓越，并且在NYT和WebNLG公共数据集上达到了最先进的水平。     

BSLRel:基于二元序列标注的级联关系三元组抽取模型

关系三元组抽取是构建大规模知识图谱的基础,近年来受到学术界和工业界的广泛关注。为了提高模型对重叠关系三元组和多槽值关系三元组的抽取能力,该文提出了一个基于神经网络的端到端的关系三元组抽取模型BSLRel。其主要特点是将关系三元组抽取任务转化为级联的二元序列标注任务,并使用多信息融合结构Conditional Layer Normalization进行信息融合。实验结果显示,BSLRel模型对重叠关系三元组和多槽值关系三元组具有较强的抽取能力。基于BSLRel模型,该团队参加了“2020语言与智能技术竞赛”中的关系三元组抽取任务,并取得了第五名的成绩。     

语义与句法信息加强的二元标记实体关系联合抽取

随着互联网技术不断地发展，数据信息呈爆炸性增长,迫切需要从海量数据中高效地提取关键信息，而实体关系抽取作为信息抽取的核心任务，发挥着不可替代的重要作用。现有基于深度学习的实体关系抽取方法存在误差累积、实体冗余、交互缺失、实体关系重叠等问题。为充分利用语句的语义信息和句法信息，提出一种加强语义信息与句法信息的二元标记实体关系联合抽取模型SSERel。通过对输入文本进行BERT编码，并对三元组主体的开始位置和结束位置进行预测标记，提取文本的全局语义特征、主体与每个词语的局部语义特征以及句法特征，并将其融合进编码向量。对语句每种关系的客体位置进行预测标记，最终完成三元组的提取。在NYT和WebNLG数据集上的实验结果表明，相比CasRel模型，该模型的F1值分别提升2.7和1.4个百分点，能够有效解决复杂数据中存在的重叠三元组和多三元组等问题。     

结合谓词感知与图注意力机制的链接预测方法

知识图谱补全旨在预测三元组中缺失的部分使知识图谱趋于完整.针对基于神经网络等模型的链接预测方法忽略了实体间的关联信息,导致模型不能覆盖三元组周围局部邻域中固有的隐藏信息,提出图注意力机制与谓词感知结合的方法.首先,利用图注意力机制定义了一个关系嵌入矩阵,描述任意给定实体邻域内实体间的关系;其次,引入谓词增强实体间语义理解程度,构造了基于谓词嵌入向量的注意力值计算公式,以便有效地度量实体间语义联系的强度;此外,利用实体邻居间的边关系预测多跳实体间的直接关系以补全知识图谱.在数据集WN18RR、Kinship、FB15K的实验结果表明了该方法能有效提高三元组的预测精度.     

融合BERT-WWM和指针网络的旅游知识图谱构建研究

针对旅游信息呈现出散乱、无序和关联性不强的问题,提出一种融合BERT-WWM（BERT with whole word masking）和指针网络的实体关系联合抽取模型构建旅游知识图谱。借助BERT-WWM预训练语言模型从爬取的旅游评论中获得含有先验语义知识的句子编码。针对传统的实体关系抽取方法存在错误传播、实体冗余、交互缺失等问题,以及旅游评论中的实体关系存在一词多义、关系重叠等特征,提出直接对三元组建模,利用句子编码抽取头实体,根据关系类别抽取尾实体,并建立级联结构和指针网络解码输出三元组。基于Neo4j图数据库存储三元组构建旅游知识图谱。实验在建立的旅游数据集上进行,融合BERT-WWM与指针网络的实体关系联合抽取模型的准确率、召回率和F1值分别为93.42%、86.59%和89.88%,与现有模型相比三项指标均显示出优越性,验证了该方法进行实体关系联合抽取的有效性。构建的旅游知识图谱实现了旅游景区信息的整合与存储,对进一步促进旅游业发展具有一定的实际参考意义。     

PATB:一种面向联合实体和关系抽取的信息聚合器

现有实体关系联合抽取方法中，主体抽取与客体和关系抽取任务的交互不足或方法单一，对关系三元组内部潜在的位置及上下文语义关系利用不足.为此，提出了一种融合实体位置及上下文注意力的信息聚合器(Position and Attention based Booster, PATB)用于级联式实体关系联合抽取.首先抽取主体，再融合主体位置更新主体的表示，融合主体与上下文的注意力更新文本的表示，将更新的主体及文本表示进一步用于客体及关系抽取.模型在公共数据集NYT和WebNLG上的F1值分别为90.9%、92.5%,较基线模型分别提升1.3%和0.7%;在3种不同关系模式的测试数据Normal、EPO及SEO中，NYT上的F1值分别为88.9%、93.2%和92.6%,均优于基线模型；在含1～5个三元组的对比实验中的F1值也均优于基线模型，表明融合位置及上下文语义的PATB不仅可提升三元组抽取性能，且能在有复杂重叠关系、多个三元组情况下保持稳定的提取性能.     

融合位置特征注意力与关系增强机制的远程监督关系抽取

实体关系抽取是构建知识图谱的主要任务之一,旨在确定句子中实体之间的关系类别.远程监督关系抽取方法通过将远程知识库与文本数据对齐来自动标记数据,已成为处理关系抽取任务的主要方式.为解决远程关系抽取不能充分利用单词之间的位置关系信息,并且没有考虑重叠关系之间语义相关性的问题,本文提出一种融合位置特征注意力和关系增强机制的远程监督关系抽取模型.该模型使用基于高斯算法的位置特征注意力机制重新分配句子中单词的权重,并且采用分段卷积神经网络和词级注意力来捕获句子特征.然后,利用基于自注意力的关系增强机制来捕获重叠关系之间的语义关联.在NYT10公共数据集上的实验结果表明,本文模型的性能优于所比较的基线关系抽取模型.     

基于图神经网络的联合实体关系抽取

从非结构化文本中联合提取实体和关系是信息抽取中的一项重要任务。现有方法取得了可观的性能,但仍受到一些固有的限制,如错误传播、预测存在冗余性、无法解决关系重叠问题等。为此,提出一种基于图神经网络的联合实体关系抽取模型BSGB（BiLSTM+SDA-GAT+BiGCN）。BSGB分为两个阶段：第一阶段将语义依存分析扩展到语义依存图,提出融合语义依存图的图注意力网络（SDA-GAT）,通过堆叠BiLSTM和SDA-GAT提取句子序列和局部依赖特征,并进行实体跨度检测和初步的关系预测;第二阶段构建关系加权GCN,进一步建模实体和关系的交互,完成最终的实体关系三元组抽取。在NYT数据集上的实验结果表明,该模型F₁值达到了67.1%,对比在该数据集的基线模型提高了5.2%,对重叠关系的预测也有大幅改善。     

支持背景知识的多维端到端短语识别算法研究

目前,实体识别与依存关系分析,采用的主要是基于监督学习的深度端到端方法.这种方法存在两个问题:不能引入背景知识;不能识别出自然语言的多粒度、嵌套特征.为了解决以上问题,提出了基于短语窗口的依存句法标注规则,并标注了中文短语窗口数据集(CPWD),同时设计了配套的多维端到端短语识别模型(MDM模型).该标注规则以短语为最...     

融合交互注意力网络的实体和关系联合抽取模型

实体关系三元组的抽取效果直接影响后期知识图谱构建的质量,而传统流水线式和联合式抽取的模型,并没有对句子级别和关系级别的语义特征进行有效建模,从而导致模型性能的缺失。为此,提出一种融合句子级别和关系级别的交互注意力网络的实体和关系联合抽取模型RSIAN,该模型通过交互注意力网络来学习句子级别和关系级别的高阶语义关联,增强句子和关系之间的交互,辅助模型进行抽取决策。在构建的中文旅游数据集（TDDS）的Precision、Recall和F1值分别为0.872、0.760和0.812,其性能均优于其他对比模型;为了进一步验证该模型在英文联合抽取上的性能,在公开英文数据集NYT和Webnlg上进行实验,该模型的F1值相比基线模型RSAN模型分别提高了0.014和0.013,并且该模型在重叠三元组的分析实验也均取得了优于基线模型的性能且更稳定。     

融合注意力机制的药用植物文本命名实体识别

药用植物文本的命名实体识别对中医药领域的信息抽取和知识图谱构建起着重要作用。针对药用植物属性文本存在长序列语义稀疏的问题,提出一种基于注意力机制的双向长短时记忆网络(BiLSTM)和条件随机场(CRF)模型相结合的疾病实体识别方法（BiLSTM+ATT-CRF,BAC）。首先对药用植物属性文本进行预处理和半自动化标注构建数据集,并进行预训练得到低维词向量;然后将这些低维词向量输入BiLSTM网络中,得到双向语义依赖的特征向量;Attention层把注意力集中到与当前输出特征高度相关的信息上;最后通过条件随机场（CRF）算法获取最优的标签序列并解码输出。实验结果表明,BAC方法针对药用植物属性文本的长序列语义稀疏问题,疾病命名实体识别效果较传统方法更优。利用BAC方法训练好的模型从1680条文本句子中识别疾病命名实体,共抽取出1422个疾病实体。与药用植物名称进行匹配,共抽取出4316个药用植物治疗疾病的三元组数据。     

基于潜在关系的实体关系联合抽取模型

实体关系联合抽取的作用是从特定文本中识别出实体和对应关系,同时它也是知识图谱构建和更新的基础。目前的联合抽取方法在追求性能的同时都忽略了抽取过程中的信息冗余。针对此问题,提出基于潜在关系的实体关系联合抽取模型,通过设计一种新的解码方式来减少预测过程中关系、实体和三元组的冗余信息,从整体上分为提取潜在实体对、解码关系两步来完成从句子中抽取三元组的任务。首先通过潜在实体对提取器预测实体间是否存在潜在关系,同时筛选出置信度高的实体对作为最终的潜在实体对;其次将关系解码视作多标签二分类任务,通过关系解码器预测每个潜在实体对之间全部关系的置信度;最后通过置信度确定关系数量和类型,以完成三元组的抽取任务。在两个通用数据集上的实验结果表明,所提模型相比基线模型在准确率和F1指标上的效果更好,验证了所提模型的有效性,消融实验也证明了模型内部各部分的有效性。     

融合FGM和指针标注的实体关系联合抽取方法

实体关系联合抽取是信息抽取的一项重要任务。由于传统的实体关系联合抽取方法把实体之间的关系建模为离散类型,因此不能很好地解决重叠三元组的问题。为了解决难以抽取重叠三元组的问题,本文提出一种融合FGM和指针标注的实体关系联合抽取BERT-FGM模型。该模型将实体之间的关系建模为函数,通过在BERT训练词向量的过程中融入FGM提高模型的鲁棒性。模型首先通过指针标注策略抽取头实体,然后将头实体与句子向量进行融合作为一个新向量,最终将其在预定义的关系条件下抽取头实体对应的尾实体。实验使用的是公开数据集WebNLG,实验结果表明该模型F1值达到90.7%,有效地解决了三元组重叠问题。     

面向领域实体关系联合抽取的标注方法

针对传统实体关系标注方法存在效率低下、错误传播、实体冗余等问题,对于某些领域语料中存在“一实体（主实体）同时与多个实体之间存在重叠关系”的特点,提出一种面向领域实体关系联合抽取的新标注方法。首先,将主实体标注为一个固定标签,将文本中与主实体存在关系的其他每个实体标注为对应实体对间的关系类型,这种对实体和关系进行同步标注的方式节省了至少一半的标注成本;然后,直接对三元组进行建模,而不是分别对实体和关系进行建模,通过标签匹配和映射即可获取三元组数据,从而缓解重叠关系抽取、实体冗余以及错误传播等问题;最后,以作物病虫害领域为例进行实验,测试了来自转换器的双向编码器表征量（BERT）-双向长短期记忆网络（BiLSTM）+条件随机场（CRF）端到端模型在1 619条作物病虫害文档的数据集上的性能。实验结果表明该模型的F1值比基于传统标注方式+BERT模型的流水线方法提高了47.83个百分点;与基于新标注方式+BiLSTM+CRF模型、卷积神经网络（CNN）+BiLSTM+CRF等经典模型的联合学习方法相比,该模型的F1值分别提高了9.55个百分点和10.22个百分点,验证了所提标注方法和模型的有效性。