融合实体类别信息的实体关系联合抽取

针对实体关系抽取任务中的三元组重叠问题,基于编码器-解码器结构的联合抽取方法能够通过序列生成的方式加以解决。但现有方法没有充分利用实体类别信息,而实体类别信息对于构建更丰富的语义特征并进一步优化关系模型的效果具有重要意义。在使用编码器-解码器结构的基础上,融合实体类别信息构建实体关系联合抽取模型FETI。编码器采用经典Bi-LSTM结构,解码器采用树状解码替代传统的一维线性解码。同时,在解码阶段增加头尾实体类别的预测,并通过辅助损失函数进行约束,使模型能够更有效地利用实体类别信息。在百度公开的中文数据集DuIE上进行实验,结果表明,FETI的F1值达到0.758,相对于CopyMTL、WDec、MHS、Seq2UMTree模型提升了2.02%~9.86%,验证了融合实体类别信息对于提升实体关系抽取模型性能的有效性。此外,基于不同解码顺序和不同权重损失函数的实验结果表明,解码顺序对模型性能影响较大,而对主要任务的损失函数赋予较高权重,能够保证辅助任务为主要任务提供有效的背景知识,同时限制噪声的影响。     

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。     

基于实体边界组合的关系抽取方法

关系抽取旨在从文本中抽取实体与实体之间的语义关系。作为关系抽取的上层任务,实体识别所产生的错误将扩散至关系抽取,从而导致级联错误。与实体相比,实体边界粒度小且具有二义性,更易识别。因此,提出一种基于实体边界组合的关系抽取方法,通过跳过实体,对实体边界两两组合来进行关系抽取。由于边界性能高于实体性能,所以错误扩散的问题得到了缓解;并且通过特征组合的方法将实体类型特征和位置特征加入模型中,性能得到了进一步提高,再次减轻了错误扩散带来的影响。实验结果表明,所提方法在ACE 2005英文数据集的宏平均F1值优于表格-序列编码器方法8.61个百分点。     

基于实体边界组合的关系抽取方法

关系抽取旨在从文本中抽取实体与实体之间的语义关系。作为关系抽取的上层任务,实体识别所产生的错误将扩散至关系抽取,从而导致级联错误。与实体相比,实体边界粒度小且具有二义性,更易识别。因此,提出一种基于实体边界组合的关系抽取方法,通过跳过实体,对实体边界两两组合来进行关系抽取。由于边界性能高于实体性能,所以错误扩散的问题得到了缓解;并且通过特征组合的方法将实体类型特征和位置特征加入模型中,性能得到了进一步提高,再次减轻了错误扩散带来的影响。实验结果表明,所提方法在ACE 2005英文数据集的宏平均F1值优于表格-序列编码器方法8.61个百分点。     

基于头实体注意力的实体关系联合抽取方法

实体关系抽取是构建大规模知识图谱及各种信息抽取任务的关键步骤。基于预训练语言模型,提出基于头实体注意力的实体关系联合抽取方法。该方法采用卷积神经网络（CNN）提取头实体关键信息,并采用注意力机制捕获头实体与尾实体之间的依赖关系,构建了基于头实体注意力的联合抽取模型（JSA）。在公共数据集纽约时报语料库（NYT）和采用远程监督方法构建的人工智能领域数据集上进行实验,所提模型的F1值相较于级联二元标记框架（CasRel）分别获得了1.8和8.9个百分点的提升。     

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。     

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。     

基于Prompt学习的无监督关系抽取模型

无监督关系抽取旨在从无标签的自然语言文本中抽取实体之间的语义关系。目前，基于变分自编码器（VAE）架构的无监督关系抽取模型通过重构损失提供监督信号来训练模型，这为完成无监督关系抽取任务提供了新思路。针对此类模型无法有效地理解上下文信息、依赖数据集归纳偏置的问题，提出基于Prompt学习的无监督关系抽取（PURE）模型，其中包括关系抽取和链接预测两个模块。在关系抽取模块中设计了上下文感知的Prompt模板函数以融入上下文信息，并将无监督关系抽取任务转换为掩码预测任务，从而充分利用预训练阶段获得的知识完成关系抽取。在链接预测模块中则通过预测关系三元组中的缺失实体提供监督信号联合训练两个模块。在两个公开真实关系抽取数据集上进行了大量实验，得到的结果表明PURE模型能有效利用上下文信息并且不依赖数据集归纳偏置，相较于目前最优的基于VAE架构的模型UREVA(Variational Autoencoder-based Unsupervised Relation Extraction model)在NYT数据集上的B-cubed F1指标上提升了3.3个百分点。     

融合指针网络与关系嵌入的三元组联合抽取模型

针对自然语言文本中实体重叠情况复杂、多个关系三元组提取困难的问题，提出一种融合指针网络与关系嵌入的三元组联合抽取模型。首先利用BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)预训练模型对输入句子进行编码表示；然后利用首尾指针标注抽取句子中的所有主体，并采用主体和关系引导的注意力机制来区分不同关系标签对每个单词的重要程度，从而将关系标签信息加入句子嵌入中；最后针对主体及每一种关系利用指针标注和级联结构抽取出相应的客体，并生成关系三元组。在纽约时报（NYT）和网络自然文本生成（WebNLG）两个数据集上进行了大量实验，结果表明，所提模型相较于目前最优的级联二元标记框架（CasRel）模型，整体性能分别提升了1.9和0.7个百分点；与基于跨度的提取标记方法（ETL-Span）模型相比，在含有1～5个三元组的对比实验中分别取得了大于6.0%和大于3.7%的性能提升，特别是在含有5个以上三元组的复杂句子中，所提模型的F1值分别提升了8.5和1.3个百分点，且在捕获更多实体对的同时能够保持稳定的提取能力，进一步验证了该模型在...     

基于强化学习的实体关系联合抽取模型

针对现有的基于远程监督的实体和关系抽取方法存在着标签噪声问题，提出了一种基于强化学习的实体关系联合抽取方法。该模型有两个模块：句子选择器模块和实体关系联合抽取模块。首先，句子选择器模块选择没有标签噪声的高质量句子，将所选句子输入到实体关系联合抽取模型；然后，实体关系联合抽取模块采用序列标注方法对输入的句子进行预测，并向句子选择器模块提供反馈，指导句子选择器模块挑选高质量的句子；最后，句子选择器模块和实体关系联合抽取模块同时训练，将句子选择与序列标注一起优化。实验结果表明，该模型在实体关系联合抽取中的F1值为47.3%，与CoType为代表的联合抽取模型相比，所提模型的F1值提升了1%；与LINE为代表的串行模型相比，所提模型的F1值提升了14%。结果表明强化学习结合实体关系联合抽取模型能够有效地提高序列标注模型的F1值，其中句子选择器能有效地处理数据的噪声。     

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。     

基于注意力机制的多层次编码和解码的图像描述模型

图像描述任务是图像理解的一个重要分支,它不仅要求能够正确识别图像的内容,还要求能够生成在语法和语义上正确的句子。传统的基于编码器-解码器的模型不能充分利用图像特征并且解码方式单一。针对这些问题,提出一种基于注意力机制的多层次编码和解码的图像描述模型。首先使用Faster R-CNN（Faster Region-based Convolutional Neural Network）提取图像特征,然后采用Transformer提取图像的3种高层次特征,并利用金字塔型的融合方式对特征进行有效融合,最后构建3个长短期记忆（LSTM）网络对不同层次特征进行层次化解码。在解码部分,利用软注意力机制使得模型能够关注当前步骤所需要的重要信息。在MSCOCO大型数据集上进行实验,利用多种指标（BLEU、METEOR、ROUGE-L、CIDEr）对模型进行评价,该模型在指标BLEU-4、METEOR和CIDEr上相较于Recall（Recall what you see）模型分别提升了2.5个百分点、2.6个百分点和8.8个百分点;相较于HAF（Hierarchical Attention-based Fusion）模型分别提升了1.2个百分点、0.5个百分点和3.5个百分点。此外,通过可视化生成的描述语句可以看出,所提出模型所生成的描述语句能够准确反映图像内容。     

基于自注意力机制模拟实体信息的实体关系抽取

在信息抽取领域,从非结构化文本中抽取实体关系是一项基础且重要的任务,且面临实体重叠和模型误差累积等挑战.本文以关系为导向,提出一种改进的实体关系联合抽取方法.该方法将实体关系抽取任务分为关系抽取与实体抽取两个子任务.在关系抽取任务上采用自注意力机制关注词与词之间的重要程度从而模拟实体信息,并使用平均池化来表征整个句子信息;在实体抽取任务上结合关系信息使用条件随机场识别该关系下的实体对.本模型不仅能够利用存在关系必定存在实体对的思想解决实体对重叠问题,还能够在训练过程中利用数据集中已知的关系使实体抽取模块不依赖于关系抽取模块的结果来训练,从而在训练阶段避免误差累积.最后,在WebNLG和NYT公开数据集上验证了该模型的有效性.     

基于字词混合的中文实体关系联合抽取方法

针对中文关系抽取中分词时引起的边界切分出错而造成的歧义问题,以及出现实体对重叠不能提取出所涉及的多个关系问题,提出一种基于字词混合的联合抽取方法.首先,对于分词边界问题,嵌入层在词向量的基础上结合字向量,并且增加位置信息来保证字与字之间的正确顺序.其次,模型引入混合扩张卷积网络进行不同粒度、更远距离的特征提取.最后,采用分层标注方法,通过得到的主实体信息标记对应的关系和客实体,每个主实体可对应多个关系和客实体.与其他关系抽取方法在相同中文数据集上进行实验对比,实验结果表明,该方法的抽取效果最佳,并且也表现出更好的稳定性.     

基于知识库实体增强BERT模型的中文命名实体识别

针对预训练模型BERT存在词汇信息缺乏的问题,在半监督实体增强最小均方差预训练模型的基础上提出了一种基于知识库实体增强BERT模型的中文命名实体识别模型OpenKG+Entity Enhanced BERT+CRF。首先,从中文通用百科知识库CN-DBPedia中下载文档并用Jieba中文分词抽取实体来扩充实体词典;然后,将词典中的实体嵌入到BERT中进行预训练,将训练得到的词向量输入到双向长短期记忆网络（BiLSTM）中提取特征;最后,经过条件随机场（CRF）修正后输出结果。在CLUENER 2020 和 MSRA数据集上进行模型验证,将所提模型分别与Entity Enhanced BERT Pre-training、BERT+BiLSTM、ERNIE和BiLSTM+CRF模型进行对比实验。实验结果表明,该模型的F1值在两个数据集上比四个对比模型分别提高了1.63个百分点和1.1个百分点、3.93个百分点和5.35个百分点、2.42个百分点和4.63个百分点以及6.79个百分点和7.55个百分点。可见,所提模型对命名实体识别的综合效果得到有效提升,F1值均优于对比模型。     

基于BERT和非自回归的医疗知识抽取

为避免实体与关系独立抽取产生的误差累计及实体重叠问题,提出一种基于BERT和非自回归的联合抽取模型来进行医疗知识抽取。首先,通过BERT预训练语言模型进行句子编码;然后,采用非自回归（NAR,Non-autoregressive）的方法实现并行解码,抽取关系类型,并根据头尾实体的位置索引抽取实体,得到医疗实体的关系三元组;最后,将抽取出的实体和关系导入Neo4j图数据库中实现知识可视化。通过对电子病历中的数据进行人工标注得到数据集,实验结果表明,基于BERT和非自回归联合学习模型的F1值为0.92,precision值为0.93,recall值为0.92,与现有模型相比3项评价指标均有提升,表明本文方法能够有效抽取电子病历中的医疗知识。     

基于CWHC-AM的实体及关系联合抽取方法

实体及关系抽取是从非结构化自然语言文本中抽取三元组。传统流水线的方法先抽取实体再抽取关系,容易造成误差传播,也忽略了两个子任务的内在联系和依赖关系,抽取多元关系及重叠关系效果较差。针对上述问题,该文首先将多元关系问题转换成多个二元关系问题进行抽取,充分考虑两个子任务之间的联系,提出一种基于CWHC-AM(character word hybrid coding and attention mechanism)的实体及关系联合抽取模型,采用多层指针网络标注方案,将实体及关系联合抽取任务转化为序列标注问题,实现重叠关系抽取。最后,引入对抗训练提高模型的鲁棒性。在百度DuIE 2.0中文数据集上进行实验,结果表明该文方法可有效地同时抽取多元关系及二元关系,取得比基线模型都要好的效果。     

融合实体类别信息的知识图谱表示学习

知识图谱表示学习通过将实体和关系嵌入连续低维的语义空间中,获取实体和关系的语义关联信息。设计一种融合实体类别信息的类别增强知识图谱表示学习（CEKGRL）模型,构建基于结构与基于类别的实体表示,通过注意力机制捕获实体类别和三元组关系之间的潜在相关性,结合不同实体类别对于某种特定关系的重要程度及实体类别信息进行知识表示学习。在知识图谱补全和三元组分类任务中的实验结果表明,CEKGRL模型在MeanRank和Hit@10评估指标上均取得明显的性能提升,尤其在实体预测任务的Filter设置下相比TKRL模型约分别提升了23.5%和7.2个百分点,具有更好的知识表示学习性能。