知识库及其以知识图(kg)形式的表示自然是不完整的。由于科学和工业应用已广泛采用,因此对完成信息的解决方案的需求很高。最近的一些作品通过学习实体和关系的嵌入来应对这一挑战,然后雇用它们来预测实体之间的新关系。尽管它们加重了,但大多数方法仅着眼于学习嵌入的当地邻居。结果,他们可能无法通过忽视长期依赖性和实体语义的传播来捕获KGS的上下文信息。在此手稿中,我们提出{\ ae} MP(来自多种模式的注意力嵌入),这是一种通过以下方式学习上下文化表示的新颖模型:实体的本地语义,同时着眼于邻里的各个方面; (ii)通过利用道路及其之间的关系来捕获语义上下文。我们的经验发现吸引了人们对注意力机制如何改善实体的上下文表示以及结合实体和语义路径环境如何改善实体的一般表示和关系预测的见解。几个大知识图基准的实验结果表明,{\ ae} MP的表现要优于最先进的关系预测方法。
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In knowledge graph completion (KGC), predicting triples involving emerging entities and/or relations, which are unseen when the KG embeddings are learned, has become a critical challenge. Subgraph reasoning with message passing is a promising and popular solution. Some recent methods have achieved good performance, but they (i) usually can only predict triples involving unseen entities alone, failing to address more realistic fully inductive situations with both unseen entities and unseen relations, and (ii) often conduct message passing over the entities with the relation patterns not fully utilized. In this study, we propose a new method named RMPI which uses a novel Relational Message Passing network for fully Inductive KGC. It passes messages directly between relations to make full use of the relation patterns for subgraph reasoning with new techniques on graph transformation, graph pruning, relation-aware neighborhood attention, addressing empty subgraphs, etc., and can utilize the relation semantics defined in the ontological schema of KG. Extensive evaluation on multiple benchmarks has shown the effectiveness of techniques involved in RMPI and its better performance compared with the existing methods that support fully inductive KGC. RMPI is also comparable to the state-of-the-art partially inductive KGC methods with very promising results achieved. Our codes and data are available at https://github.com/zjukg/RMPI.
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近年来,人们对少量知识图(FKGC)的兴趣日益增加,该图表旨在推断出关于该关系的一些参考三元组,从而推断出不见了的查询三倍。现有FKGC方法的主要重点在于学习关系表示,可以反映查询和参考三元组共享的共同信息。为此,这些方法从头部和尾部实体的直接邻居中学习实体对表示,然后汇总参考实体对的表示。但是,只有从直接邻居那里学到的实体对代表可能具有较低的表现力,当参与实体稀疏直接邻居或与其他实体共享一个共同的当地社区。此外,仅仅对头部和尾部实体的语义信息进行建模不足以准确推断其关系信息,尤其是当它们具有多个关系时。为了解决这些问题,我们提出了一个特定于关系的上下文学习(RSCL)框架,该框架利用了三元组的图形上下文,以学习全球和本地关系特定的表示形式,以使其几乎没有相关关系。具体而言,我们首先提取每个三倍的图形上下文,这可以提供长期实体关系依赖性。为了编码提取的图形上下文,我们提出了一个分层注意网络,以捕获三元组的上下文信息并突出显示实体的有价值的本地邻里信息。最后,我们设计了一个混合注意聚合器,以评估全球和本地级别的查询三元组的可能性。两个公共数据集的实验结果表明,RSCL的表现优于最先进的FKGC方法。
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事实证明,信息提取方法可有效从结构化或非结构化数据中提取三重。以(头部实体,关系,尾部实体)形式组织这样的三元组的组织称为知识图(kgs)。当前的大多数知识图都是不完整的。为了在下游任务中使用kgs,希望预测kgs中缺少链接。最近,通过将实体和关系嵌入到低维的矢量空间中,旨在根据先前访问的三元组来预测三元组,从而对KGS表示不同的方法。根据如何独立或依赖对三元组进行处理,我们将知识图完成的任务分为传统和图形神经网络表示学习,并更详细地讨论它们。在传统的方法中,每个三重三倍将独立处理,并在基于GNN的方法中进行处理,三倍也考虑了他们的当地社区。查看全文
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知识图(kgs)在许多应用程序中越来越重要的基础架构,同时患有不完整问题。 KG完成任务(KGC)自动根据不完整的KG预测缺失的事实。但是,现有方法在现实情况下表现不佳。一方面,他们的性能将巨大的降解,而kg的稀疏性越来越大。另一方面,预测的推理过程是一个不可信的黑匣子。本文提出了一个稀疏kgc的新型可解释模型,将高阶推理组合到图形卷积网络中,即HOGRN。它不仅可以提高减轻信息不足问题的概括能力,而且还可以在保持模型的有效性和效率的同时提供可解释性。有两个主要组件无缝集成以进行关节优化。首先,高阶推理成分通过捕获关系之间的内源性相关性来学习高质量的关系表示。这可以反映逻辑规则,以证明更广泛的事实是合理的。其次,更新组件的实体利用无重量的图形卷积网络(GCN)有效地模拟具有可解释性的KG结构。与常规方法不同,我们在没有其他参数的情况下在关系空间中进行实体聚合和基于设计组成的注意。轻巧的设计使HOGRN更适合稀疏设置。为了进行评估,我们进行了广泛的实验 - HOGRN对几个稀疏KG的结果表现出了令人印象深刻的改善(平均为9%的MRR增益)。进一步的消融和案例研究证明了主要成分的有效性。我们的代码将在接受后发布。
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Knowledge graphs (KG) have served as the key component of various natural language processing applications. Commonsense knowledge graphs (CKG) are a special type of KG, where entities and relations are composed of free-form text. However, previous works in KG completion and CKG completion suffer from long-tail relations and newly-added relations which do not have many know triples for training. In light of this, few-shot KG completion (FKGC), which requires the strengths of graph representation learning and few-shot learning, has been proposed to challenge the problem of limited annotated data. In this paper, we comprehensively survey previous attempts on such tasks in the form of a series of methods and applications. Specifically, we first introduce FKGC challenges, commonly used KGs, and CKGs. Then we systematically categorize and summarize existing works in terms of the type of KGs and the methods. Finally, we present applications of FKGC models on prediction tasks in different areas and share our thoughts on future research directions of FKGC.
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实体对齐是将知识图(KGS)与多个源集成的重要步骤。以前的实体对齐尝试已经探索了不同的kg结构,例如基于邻域和基于路径的上下文,以学习实体嵌入物,但它们受到捕获多上下文特征的限制。此外,大多数方法直接利用嵌入相似性以确定实体对齐,而不考虑实体和关系之间的全局互动。在这项工作中,我们提出了一个明智的多上下文实体对齐(IMEA)模型来解决这些问题。特别是,我们引入变压器以灵活地捕获关系,路径和邻域背景,并根据嵌入相似度和关系/实体功能设计整体推理以估计对齐概率。从整体推理获得的对准证据通过所提出的软标签编辑进一步注入变压器,以通知嵌入学习。与现有的最先进的实体对准方法相比,若干基准数据集上的实验结果证明了IMEA模型的优越性。
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知识图(kg)对齐 - 指识别不同kgs中同一件事的实体的任务 - 被认为是KG构造领域中最重要的操作之一。然而,现有的对齐技术通常假设输入kgs是完整的并且同性的,这是由于域,大小和稀疏性的现实世界异质性而不是真实。在这项工作中,我们解决了与代表学习对齐不完整的KG对齐的问题。我们的KG嵌入式框架利用了两个特征频道:基于传输型和基于接近的。前者通过翻译路径捕获实体之间的一致性约束,而后者通过注意引导关系感知图形神经网络捕获KG的邻域结构。两个特征频道共同学习以在输入kgs之间交换重要特征,同时强制在同一嵌入空间中强制输入kg的输出表示。此外,我们开发了缺失的链接检测器,该探测器发现并恢复培训过程中输入kgs中的缺失链接,这有助于减轻不完整性问题,从而提高学习象征的兼容性。然后将嵌入的熔合融合以生成对准结果,并且高置信匹配节点对被更新为预先调整的监控数据以逐渐改善嵌入。经验结果表明,我们的型号比SOTA更准确,而且对不同级别的不完整性较高,高达15.2 \%。我们还证明了KGS之间交换的知识有助于揭示知识图表(A.K.A.知识完成)的看不见的事实,结果比SOTA知识图形完成技术高3.5 \%。
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知识图嵌入(KGE)旨在将实体和关系映射到低维空间,并成为知识图完成的\ textit {de-facto}标准。大多数现有的KGE方法都受到稀疏挑战的困扰,在这种挑战中,很难预测在知识图中频繁的实体。在这项工作中,我们提出了一个新颖的框架KRACL,以减轻具有图表和对比度学习的KG中广泛的稀疏性。首先,我们建议知识关系网络(KRAT)通过同时将相邻的三元组投射到不同的潜在空间,并通过注意机制共同汇总信息来利用图形上下文。 KRAT能够捕获不同上下文三联的微妙的语义信息和重要性,并利用知识图中的多跳信息。其次,我们通过将对比度损失与跨熵损失相结合,提出知识对比损失,这引入了更多的负样本,从而丰富了对稀疏实体的反馈。我们的实验表明,KRACL在各种标准知识基准中取得了卓越的结果,尤其是在WN18RR和NELL-995上,具有大量低级内实体。广泛的实验还具有KRACL在处理稀疏知识图和鲁棒性三元组的鲁棒性方面的有效性。
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图表可以表示实体之间的关系信息,图形结构广泛用于许多智能任务,例如搜索,推荐和问题应答。然而,实际上大多数图形结构数据都遭受了不完整性,因此链路预测成为一个重要的研究问题。虽然提出了许多模型来用于链路预测,但以下两个问题仍然仍然较少:(1)大多数方法在不利用相关链路中使用丰富的信息,大多数方法都独立模型,并且(2)现有型号主要基于关联设计学习并没有考虑推理。通过这些问题,在本文中,我们提出了图表协作推理(GCR),它可以使用邻居与逻辑推理视角的关系中的关系推理。我们提供了一种简单的方法来将图形结构转换为逻辑表达式,以便链路预测任务可以转换为神经逻辑推理问题。我们应用逻辑受限的神经模块根据逻辑表达式构建网络架构,并使用反向传播以有效地学习模型参数,这在统一架构中桥接可分辨率的学习和象征性推理。为了展示我们工作的有效性,我们对图形相关任务进行实验,例如基于常用的基准数据集的链路预测和推荐,我们的图表合作推理方法实现了最先进的性能。
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实体对齐(EA)在学术界和工业中都引起了广泛的关注,该行业旨在寻求具有不同知识图(KGS)相同含义的实体。 KGS中的实体之间存在实质性的多步关系路径,表明实体的语义关系。但是,现有方法很少考虑路径信息,因为并非所有自然路径都促进EA判断。在本文中,我们提出了一个更有效的实体对齐框架RPR-RHGT,该框架集成了关系和路径结构信息以及KGS中的异质信息。令人印象深刻的是,开发了一种初始可靠的路径推理算法来生成有利于EA任务的路径,从KGS的关系结构中,这是文献中第一个成功使用无限制路径信息的算法。此外,为了有效地捕获实体社区中的异质特征,设计的异质图变压器旨在建模KGS的关系和路径结构。在三个著名数据集上进行的广泛实验表明,RPR-RHGT的表现明显优于11种最佳方法,超过了命中率@1的最佳性能基线最高8.62%。我们还表现出比基线在训练集的不同比率和更难数据集的基线上更好的性能。
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Knowledge graph (KG) link prediction aims to infer new facts based on existing facts in the KG. Recent studies have shown that using the graph neighborhood of a node via graph neural networks (GNNs) provides more useful information compared to just using the query information. Conventional GNNs for KG link prediction follow the standard message-passing paradigm on the entire KG, which leads to over-smoothing of representations and also limits their scalability. On a large scale, it becomes computationally expensive to aggregate useful information from the entire KG for inference. To address the limitations of existing KG link prediction frameworks, we propose a novel retrieve-and-read framework, which first retrieves a relevant subgraph context for the query and then jointly reasons over the context and the query with a high-capacity reader. As part of our exemplar instantiation for the new framework, we propose a novel Transformer-based GNN as the reader, which incorporates graph-based attention structure and cross-attention between query and context for deep fusion. This design enables the model to focus on salient context information relevant to the query. Empirical results on two standard KG link prediction datasets demonstrate the competitive performance of the proposed method.
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知识图(kgs)已被证明是构建数据的可靠方法。他们可以提供有关文化遗产收藏的丰富情境信息。但是,文化遗产库库远非完整。他们通常会缺少重要的属性,例如地理位置,尤其是对于雕塑,移动或室内实体,例如绘画。在本文中,我们首先提出了一个框架,用于从各种数据源及其连接的多跳知识中汲取有关有形文化遗产实体的知识。其次,我们提出了一个多视图学习模型,用于估计给定的文化遗产实体之间的相对距离,该模型基于实体的地理和知识联系。
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Knowledge graphs enable a wide variety of applications, including question answering and information retrieval. Despite the great effort invested in their creation and maintenance, even the largest (e.g., Yago, DBPedia or Wikidata) remain incomplete. We introduce Relational Graph Convolutional Networks (R-GCNs) and apply them to two standard knowledge base completion tasks: Link prediction (recovery of missing facts, i.e. subject-predicate-object triples) and entity classification (recovery of missing entity attributes). R-GCNs are related to a recent class of neural networks operating on graphs, and are developed specifically to deal with the highly multi-relational data characteristic of realistic knowledge bases. We demonstrate the effectiveness of R-GCNs as a stand-alone model for entity classification. We further show that factorization models for link prediction such as DistMult can be significantly improved by enriching them with an encoder model to accumulate evidence over multiple inference steps in the relational graph, demonstrating a large improvement of 29.8% on FB15k-237 over a decoder-only baseline. * Equal contribution.
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知识图(kg)及其本体论的变体已被广泛用于知识表示,并且已证明在增强零拍学习(ZSL)方面非常有效。但是,利用KGS的现有ZSL方法都忽略了KGS中代表的类间关系的内在复杂性。一个典型的功能是,一类通常与不同语义方面的其他类别有关。在本文中,我们专注于增强ZSL的本体,并建议学习以本体论属性为指导的解剖本体嵌入,以捕获和利用不同方面的更细粒度的类关系。我们还贡献了一个名为dozsl的新ZSL框架,该框架包含两个新的ZSL解决方案,分别基于生成模型和图形传播模型有效地利用了分解的本体学嵌入。已经对零摄像图分类(ZS-IMGC)和零射Hot KG完成(ZS-KGC)进行了五个基准测试进行了广泛的评估。 Dozsl通常比最先进的表现更好,并且通过消融研究和案例研究证实了其组成部分。我们的代码和数据集可在https://github.com/zjukg/dozsl上找到。
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知识图(KGS)代表作为三元组的事实已被广泛采用在许多应用中。 LIGHT预测和规则感应等推理任务对于KG的开发很重要。已经提出了知识图形嵌入式(KGES)将kg的实体和kg与持续向量空间的关系进行了建议,以获得这些推理任务,并被证明是有效和强大的。但在实际应用中申请和部署KGE的合理性和可行性尚未探索。在本文中,我们讨论并报告我们在真实域应用程序中部署KGE的经验:电子商务。我们首先为电子商务KG系统提供三个重要的探索者:1)注意推理,推理几个目标关系更为关注而不是全部; 2)解释,提供预测的解释,帮助用户和业务运营商理解为什么预测; 3)可转让规则,生成可重用的规则,以加速将千克部署到新系统。虽然非现有KGE可以满足所有这些DesiderATA,但我们提出了一种新颖的一种,可说明的知识图表注意网络,通过建模三元组之间的相关性而不是纯粹依赖于其头实体,关系和尾部实体嵌入来预测。它可以自动选择预测的注意力三倍,并同时记录它们的贡献,从该解释可以很容易地提供,可以有效地生产可转移规则。我们经验表明,我们的方法能够在我们的电子商务应用程序中满足所有三个DesiderATA,并从实际域应用程序中倾斜于数据集的典型基线。
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Knowledge graph (KG) embedding is to embed components of a KG including entities and relations into continuous vector spaces, so as to simplify the manipulation while preserving the inherent structure of the KG. It can benefit a variety of downstream tasks such as KG completion and relation extraction, and hence has quickly gained massive attention. In this article, we provide a systematic review of existing techniques, including not only the state-of-the-arts but also those with latest trends. Particularly, we make the review based on the type of information used in the embedding task. Techniques that conduct embedding using only facts observed in the KG are first introduced. We describe the overall framework, specific model design, typical training procedures, as well as pros and cons of such techniques. After that, we discuss techniques that further incorporate additional information besides facts. We focus specifically on the use of entity types, relation paths, textual descriptions, and logical rules. Finally, we briefly introduce how KG embedding can be applied to and benefit a wide variety of downstream tasks such as KG completion, relation extraction, question answering, and so forth.
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知识图的归纳链路预测旨在预测未见实体之间的缺失联系,而那些未在训练阶段显示的实体。大多数以前的作品都学习实体的特定实体嵌入,这些实体无法处理看不见的实体。最近的几种方法利用封闭子图来获得归纳能力。但是,所有这些作品仅在没有完整的邻近关系的情况下考虑子图的封闭部分,这导致了忽略部分邻近关系的问题,并且很难处理稀疏的子图。为了解决这个问题,我们提出了SNRI子图邻近关系Infomax,它足够从两个方面利用完整的相邻关系:节点特征的相邻关系特征和稀疏子图的相邻关系路径。为了进一步以全球方式建模邻近关系,我们对知识图进行创新的相互信息(MI)最大化。实验表明,SNRI在归纳链路预测任务上的大幅度优于现有的最新方法,并验证以全局方式探索完整的邻近关系的有效性,以表征节点特征和在稀疏子分类上的理由。
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这项工作调查了以知识图(kg)形式的外部知识来源的理解问题的学习和推理的挑战。我们提出了一种新型的图形神经网络体系结构,称为动态相关图形网络(DRGN)。 DRGN根据问题和答案实体在给定的KG子图上运行,并使用节点之间的相关得分来动态建立新的边缘,以在图形网络中学习节点表示。相关性的这种显式用法作为图表具有以下优点,a)模型可以利用现有关系,重新缩放节点权重,并影响邻里节点的表示方式在kg子图中汇总的方式,b)恢复推理所需的千克中缺失的边缘。此外,作为副产品,由于考虑了问题节点与图形实体之间的相关性,我们的模型改善了处理负面问题。与最新发布的结果相比,我们提出的方法在两个质量检查基准CommonSenseQA和OpenBookQA上显示了竞争性能。
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知识图表(KGS)是真实世界事实的结构化表示,是融合人类知识的智能数据库,可以帮助机器模仿人类问题的方法。然而,由于快速迭代的性质以及数据的不完整,KGs通常是巨大的,并且在公斤上有不可避免的事实。对于知识图链接的预测是针对基于现有的知识推理来完成缺少事实的任务。广泛研究了两个主要的研究流:一个学习可以捕获潜在模式的实体和关系的低维嵌入,以及通过采矿逻辑规则的良好解释性。不幸的是,以前的研究很少关注异质的KG。在本文中,我们提出了一种将基于嵌入的学习和逻辑规则挖掘结合的模型,以推断在KG上。具体地,我们研究了从节点程度的角度涉及各种类型的实体和关系的异构kg中的缺失链接的问题。在实验中,我们证明了我们的DegreEmbed模型优于对现实世界的数据集的国家的最先进的方法。同时,我们模型开采的规则具有高质量和可解释性。
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