零拍的学习依赖于语义类表示,例如手工设计的属性或学习的嵌入方式来预测类,而无需任何标记的示例。我们建议通过将节点从矢量空间中的常识知识图中嵌入节点来学习班级表示。常识知识图是未开发的明确高级知识的来源,几乎不需要人类的努力才能应用于一系列任务。为了捕获图中的知识,我们引入了ZSL-KG,这是一种具有新型变压器图卷积网络(TRGCN)的通用框架,用于生成类表示。我们提出的TRGCN体系结构计算节点社区的非线性组合。我们的结果表明,ZSL-KG在语言和视觉中的六个零弹药基准数据集中有五个基于WordNet的方法改进了基于WordNet的方法。
translated by 谷歌翻译
我们引入了构图软提示(CSP),这是一种参数有效的学习技术,可改善大规模预处理视觉模型(VLMS)的零摄像组成性。 VLM可以在其灵活的文本编码器中代表任意类作为自然语言提示,但在组成零击基准任务上的表现不佳。为了改善VLM,我们提出了一种新颖的软提示形式。我们将构成的属性和对象视为将类定义为词汇的可学习令牌,并在多个及时的构图上调整它们。在推断期间,我们在新组合中重新组装了学习的属性对象词汇。我们表明,CSP在基准数据集上的原始VLM的表现平均为AUC上的10.9个百分点。 CSP还胜过Coop,这是一种调谐前缀上下文的软提示方法,在AUC上平均要点5.8个百分点。我们执行其他实验,以表明CSP对仅属性分类,高阶属性 - 属性对象组成以及预验证属性和微调对象的组合进行了改进。
translated by 谷歌翻译
Zero-Shot Learning has been a highlighted research topic in both vision and language areas. Recently, most existing methods adopt structured knowledge information to model explicit correlations among categories and use deep graph convolutional network to propagate information between different categories. However, it is difficult to add new categories to existing structured knowledge graph, and deep graph convolutional network suffers from over-smoothing problem. In this paper, we provide a new semantic enhanced knowledge graph that contains both expert knowledge and categories semantic correlation. Our semantic enhanced knowledge graph can further enhance the correlations among categories and make it easy to absorb new categories. To propagate information on the knowledge graph, we propose a novel Residual Graph Convolutional Network (ResGCN), which can effectively alleviate the problem of over-smoothing. Experiments conducted on the widely used large-scale ImageNet-21K dataset and AWA2 dataset show the effectiveness of our method, and establish a new state-of-the-art on zero-shot learning. Moreover, our results on the large-scale ImageNet-21K with various feature extraction networks show that our method has better generalization and robustness.
translated by 谷歌翻译
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
translated by 谷歌翻译
机器学习从业者通常可以访问数据的频谱:目标任务(通常是有限),未标记的数据和辅助数据的标记数据,用于其他任务的许多可用标记的数据集。我们描述了TAGLET,一个系统为学习技术,用于自动利用所有三种类型的数据并创建高质量的可服装分类器。 TAGLET的关键组件是:(1)根据知识图组织组织的辅助数据,(2)封装用于利用辅助和未标记数据的不同方法的模块,以及(3)将被整合模块组合成可用的蒸馏阶段模型。我们将TAGLETS与最先进的传输学习和半监督学习方法进行比较,四个图像分类任务。我们的研究涵盖了一系列设置,改变了标记数据的量和辅助数据的语义相关性到目标任务。我们发现,辅助和未标记数据的智能融合到多个学习技术使Taglet能够匹配 - 并且最常见的是这些替代方案。 Taglets可作为Github.com/batsresearch/taglet的开源系统使用。
translated by 谷歌翻译
机器学习方法尤其是深度神经网络取得了巨大的成功,但其中许多往往依赖于一些标记的样品进行训练。在真实世界的应用中,我们经常需要通过例如具有新兴预测目标和昂贵的样本注释的动态上下文来解决样本短缺。因此,低资源学习,旨在学习具有足够资源(特别是培训样本)的强大预测模型,现在正在被广泛调查。在所有低资源学习研究中,许多人更喜欢以知识图(kg)的形式利用一些辅助信息,这对于知识表示变得越来越受欢迎,以减少对标记样本的依赖。在这项调查中,我们非常全面地审查了90美元的报纸关于两个主要的低资源学习设置 - 零射击学习(ZSL)的预测,从未出现过训练,而且很少拍摄的学习(FSL)预测的新类仅具有可用的少量标记样本。我们首先介绍了ZSL和FSL研究中使用的KGS以及现有的和潜在的KG施工解决方案,然后系统地分类和总结了KG感知ZSL和FSL方法,将它们划分为不同的范例,例如基于映射的映射,数据增强,基于传播和基于优化的。我们接下来呈现了不同的应用程序,包括计算机视觉和自然语言处理中的kg增强预测任务,还包括kg完成的任务,以及每个任务的一些典型评估资源。我们最终讨论了一些关于新学习和推理范式的方面的一些挑战和未来方向,以及高质量的KGs的建设。
translated by 谷歌翻译
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。
translated by 谷歌翻译
We propose KGTN-ens, a framework extending the recent Knowledge Graph Transfer Network (KGTN) in order to incorporate multiple knowledge graph embeddings at a small cost. We evaluate it with different combinations of embeddings in a few-shot image classification task. We also construct a new knowledge source - Wikidata embeddings - and evaluate it with KGTN and KGTN-ens. Our approach outperforms KGTN in terms of the top-5 accuracy on the ImageNet-FS dataset for the majority of tested settings.
translated by 谷歌翻译
我们提出了一种方法,通过将知识存储在外部知识图(kg)中,并使用密集的索引从该kg中检索,使自然语言理解模型更有效地有效。给定(可能是多语言的)下游任务数据,例如德语中的句子,我们从kg中检索实体,并使用其多模式表示形式来改善下游任务绩效。我们使用最近发布的VisualSem KG作为我们的外部知识存储库,涵盖了Wikipedia和WordNet实体的子集,并比较基于元组和基于图的算法的混合,以学习基于KG多模式信息的实体和关系表示。 。我们在两个下游任务上展示了学识渊博的实体表示形式的有用性,并在多语言命名实体识别任务上的性能提高了$ 0.3 \%$ - $ 0.7 \%\%$ f1,而我们的准确度最高为$ 2.5 \%\%$ $提高。在视觉意义上的歧义任务上。我们所有的代码和数据都提供:\ url {https://github.com/iacercalixto/visualsem-kg}。
translated by 谷歌翻译
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.
translated by 谷歌翻译
Graph Convolutional Networks (GCNs) and their variants have experienced significant attention and have become the de facto methods for learning graph representations. GCNs derive inspiration primarily from recent deep learning approaches, and as a result, may inherit unnecessary complexity and redundant computation. In this paper, we reduce this excess complexity through successively removing nonlinearities and collapsing weight matrices between consecutive layers. We theoretically analyze the resulting linear model and show that it corresponds to a fixed low-pass filter followed by a linear classifier. Notably, our experimental evaluation demonstrates that these simplifications do not negatively impact accuracy in many downstream applications. Moreover, the resulting model scales to larger datasets, is naturally interpretable, and yields up to two orders of magnitude speedup over FastGCN.
translated by 谷歌翻译
视频中的动作通常涉及人类与物体的相互作用。动作标签通常由动词和名词的各种组合组成,但我们可能没有所有可能组合的培训数据。在本文中,我们旨在通过利用知识图的力量来提高组成动作识别模型在训练时间期间看不见的新型动词或新名词的概括能力。先前的工作利用了知识图中的动词 - 单词组成动作节点,因此比效率低下,因为相对于动词和名词的数量,组成动作节点的数量在四倍上增长。为了解决这个问题,我们提出了我们的方法:通过知识掩盖(黑暗)的解开行动识别,它利用了动作的固有组成。黑暗训练一个分解模型,首先提取动词和名词的解开特征表示,然后使用外部知识图中的关系预测分类权重。动词和名词之间的类型约束是从外部知识库中提取的,并在组成动作时最终应用。黑暗的对象和动词数量具有更好的可伸缩性,并在Charades数据集中实现了最新性能。我们进一步根据Epic-Kitchen数据集提出了一个新的基准分配,该数据集的类别和样本数量更大,并且该基准测试了各种模型。
translated by 谷歌翻译
外部知识(A.K.A.侧面信息)在零拍摄学习(ZSL)中起着关键作用,该角色旨在预测从未出现在训练数据中的看不见的类。已被广泛调查了几种外部知识,例如文本和属性,但他们独自受到不完整的语义。因此,一些最近的研究提出了由于其高度富有效力和代表知识的兼容性而使用知识图表(千克)。但是,ZSL社区仍然缺乏用于学习和比较不同外部知识设置和基于不同的KG的ZSL方法的标准基准。在本文中,我们提出了六个资源,涵盖了三个任务,即零拍摄图像分类(ZS-IMGC),零拍摄关系提取(ZS-RE)和零拍KG完成(ZS-KGC)。每个资源都有一个正常的zsl基准标记和包含从文本到属性的kg的kg,从关系知识到逻辑表达式。我们已清楚地介绍了这些资源,包括其建设,统计数据格式和使用情况W.r.t.不同的ZSL方法。更重要的是,我们进行了一项全面的基准研究,具有两个通用和最先进的方法,两种特定方法和一种可解释方法。我们讨论并比较了不同的ZSL范式W.R.T.不同的外部知识设置,并发现我们的资源具有开发更高级ZSL方法的巨大潜力,并为应用KGS进行增强机学习的更多解决方案。所有资源都可以在https://github.com/china-uk-zsl/resources_for_kzsl上获得。
translated by 谷歌翻译
State-of-the-art computer vision systems are trained to predict a fixed set of predetermined object categories. This restricted form of supervision limits their generality and usability since additional labeled data is needed to specify any other visual concept. Learning directly from raw text about images is a promising alternative which leverages a much broader source of supervision. We demonstrate that the simple pre-training task of predicting which caption goes with which image is an efficient and scalable way to learn SOTA image representations from scratch on a dataset of 400 million (image, text) pairs collected from the internet. After pre-training, natural language is used to reference learned visual concepts (or describe new ones) enabling zero-shot transfer of the model to downstream tasks. We study the performance of this approach by benchmarking on over 30 different existing computer vision datasets, spanning tasks such as OCR, action recognition in videos, geo-localization, and many types of fine-grained object classification. The model transfers non-trivially to most tasks and is often competitive with a fully supervised baseline without the need for any dataset specific training. For instance, we match the accuracy of the original ResNet-50 on ImageNet zero-shot without needing to use any of the 1.28 million training examples it was trained on. We release our code and pre-trained model weights at https://github.com/OpenAI/CLIP.
translated by 谷歌翻译
自我监督的学习提供了一个有希望的途径,消除了在图形上的代表学习中的昂贵标签信息的需求。然而,为了实现最先进的性能,方法通常需要大量的负例,并依赖于复杂的增强。这可能是昂贵的,特别是对于大图。为了解决这些挑战,我们介绍了引导的图形潜伏(BGRL) - 通过预测输入的替代增强来学习图表表示学习方法。 BGRL仅使用简单的增强,并减轻了对否定例子对比的需求,因此通过设计可扩展。 BGRL胜过或匹配现有的几种建立的基准,同时降低了内存成本的2-10倍。此外,我们表明,BGR1可以缩放到半监督方案中的数亿个节点的极大的图表 - 实现最先进的性能并改善监督基线,其中表示仅通过标签信息而塑造。特别是,我们的解决方案以BGRL为中心,将kdd杯2021的开放图基准的大规模挑战组成了一个获奖条目,在比所有先前可用的基准更大的级别的图形订单上,从而展示了我们方法的可扩展性和有效性。
translated by 谷歌翻译
近年来,异构图形神经网络(HGNNS)一直在开花,但每个工作所使用的独特数据处理和评估设置会让他们的进步完全了解。在这项工作中,我们通过使用其官方代码,数据集,设置和超参数来展示12个最近的HGNN的系统再现,揭示了关于HGNN的进展的令人惊讶的结果。我们发现,由于设置不当,简单的均匀GNN,例如GCN和GAT在很大程度上低估了。具有适当输入的GAT通常可以匹配或优于各种场景的所有现有HGNN。为了促进稳健和可重复的HGNN研究,我们构建异构图形基准(HGB),由具有三个任务的11个不同数据集组成。 HGB标准化异构图数据分割,特征处理和性能评估的过程。最后,我们介绍了一个简单但非常强大的基线简单 - HGN - 这显着优于HGB上以前的所有模型 - 以加速未来HGNN的进步。
translated by 谷歌翻译
变压器架构最近在图表表示学习中引起了人们的注意,因为它自然地克服了图神经网络(GNN)的几个局限性,避免了它们严格的结构电感偏置,而仅通过位置编码来编码图形结构。在这里,我们表明,具有位置编码的变压器生成的节点表示不一定捕获它们之间的结构相似性。为了解决这个问题,我们提出了结构感知的变压器,这是一类简单而灵活的图形变压器,建立在新的自我发项机制的基础上。这一新的自我注意力通过在计算注意力之前提取植根于每个节点的子图表来结合结构信息。我们提出了几种自动生成子图表表示的方法,并从理论上说明结果表示至少与子图表一样表现力。从经验上讲,我们的方法在五个图预测基准上实现了最先进的性能。我们的结构感知框架可以利用任何现有的GNN提取子图表表示,我们表明它系统地改善了相对于基本GNN模型的性能,成功地结合了GNN和变形金刚的优势。我们的代码可在https://github.com/borgwardtlab/sat上找到。
translated by 谷歌翻译
由于知识图(kgs)的不完整,旨在预测kgs中未观察到的关系的零照片链接预测(ZSLP)引起了研究人员的最新兴趣。一个常见的解决方案是将关系的文本特征(例如表面名称或文本描述)用作辅助信息,以弥合所见关系和看不见的关系之间的差距。当前方法学习文本中每个单词令牌的嵌入。这些方法缺乏稳健性,因为它们遭受了量不足(OOV)的问题。同时,建立在字符n-grams上的模型具有为OOV单词生成表达式表示的能力。因此,在本文中,我们提出了一个为零链接预测(HNZSLP)的层次N-gram框架,该框架考虑了ZSLP的关系n-gram之间的依赖项。我们的方法通过首先在表面名称上构造层次n-gram图来进行起作用,以模拟导致表面名称的N-gram的组织结构。然后,将基于变压器的革兰amtransformer呈现,以建模层次n-gram图,以构建ZSLP的关系嵌入。实验结果表明,提出的HNZSLP在两个ZSLP数据集上实现了最先进的性能。
translated by 谷歌翻译
In the last few years, graph neural networks (GNNs) have become the standard toolkit for analyzing and learning from data on graphs. This emerging field has witnessed an extensive growth of promising techniques that have been applied with success to computer science, mathematics, biology, physics and chemistry. But for any successful field to become mainstream and reliable, benchmarks must be developed to quantify progress. This led us in March 2020 to release a benchmark framework that i) comprises of a diverse collection of mathematical and real-world graphs, ii) enables fair model comparison with the same parameter budget to identify key architectures, iii) has an open-source, easy-to-use and reproducible code infrastructure, and iv) is flexible for researchers to experiment with new theoretical ideas. As of December 2022, the GitHub repository has reached 2,000 stars and 380 forks, which demonstrates the utility of the proposed open-source framework through the wide usage by the GNN community. In this paper, we present an updated version of our benchmark with a concise presentation of the aforementioned framework characteristics, an additional medium-sized molecular dataset AQSOL, similar to the popular ZINC, but with a real-world measured chemical target, and discuss how this framework can be leveraged to explore new GNN designs and insights. As a proof of value of our benchmark, we study the case of graph positional encoding (PE) in GNNs, which was introduced with this benchmark and has since spurred interest of exploring more powerful PE for Transformers and GNNs in a robust experimental setting.
translated by 谷歌翻译
We present graph attention networks (GATs), novel neural network architectures that operate on graph-structured data, leveraging masked self-attentional layers to address the shortcomings of prior methods based on graph convolutions or their approximations. By stacking layers in which nodes are able to attend over their neighborhoods' features, we enable (implicitly) specifying different weights to different nodes in a neighborhood, without requiring any kind of costly matrix operation (such as inversion) or depending on knowing the graph structure upfront. In this way, we address several key challenges of spectral-based graph neural networks simultaneously, and make our model readily applicable to inductive as well as transductive problems. Our GAT models have achieved or matched state-of-theart results across four established transductive and inductive graph benchmarks: the Cora, Citeseer and Pubmed citation network datasets, as well as a proteinprotein interaction dataset (wherein test graphs remain unseen during training).
translated by 谷歌翻译