KaFSP: 大规模知识库会话问答的知识感知模糊语义分析

大规模知识图谱的构建、推理及应用 随着大数据的应用越来越广泛,人工智能也终于在几番沉浮后再次焕发出了活力。除了理论基础层面的发展以外,本轮发展最为瞩目的是大数据基础设施、存储和计算能力增长所带来的前所未有的数据红利。人工智能的进展突出体现在以知识图谱为代表的知识工程以及以深度学习为代表的机器学习等相关领域。未来伴随着深度学习对于大数据的红利消耗殆尽,如果基础理论方面没有新的突破,深度学习模型效果的天花板将日益迫近。而另一方面,大量... 阅读详情

0、前言

论文题目:KaFSP: Knowledge-Aware Fuzzy Semantic Parsing for Conversational
Question Answering over a Large-Scale Knowledge Base
论文地址:https://aclanthology.org/2022.acl-long.35.pdf
代码:https://github.com/tjunlp-lab/KaFSP

本文主要关注的问题有两个:

  1. 语法中定义的动作不足以处理现实世界场景中常见的不确定推理。
  2. 知识库信息没有被很好地利用和纳入语义解析中。

为了缓解这两个问题,我们提出了一个知识感知的模糊语义解析框架(KaFSP)。它在语法系统中定义了模糊比较操作,用于基于模糊集理论的不确定推理。为了加强语义分析和知识库之间的交互,我们将知识库中的实体三元组融入到一个知识感知的实体消歧模块中。此外,我们还提出了一种多标签分类框架,不仅可以捕捉实体类型和关系之间的相关性,还可以检测与当前话语相关的知识库信息。这两项改进都是基于预训练语言模型。在大规模对话式问答基准上的实验表明,该模型在10个问题类型中有8个问题设置了新的SOTA结果,在3个问题类型上获得了超过10%的F1或正确率,并将整体F1%从83.01%提高到85.33%。

1、引言

虽然在大规模的知识库上的对话式质量保证可以在没有明确的语义解析的情况下实现,但大部分的努力都是致力于探索上下文语义解析器。基于语义解析的方法通常将一个语料投射到可以在给定的知识库上执行的逻辑形式。早期的语义分析方法D2A存在着错误的逐步传播问题,这一点被MaSP所改进,该方法在多任务学习框架中联合学习了配备指针的语义分析和类型意识的实体检测。最近的工作LASAGNE通过一个图注意网络进一步加强了MaSP。一个图注意网络,利用实体类型和关系之间的相关性(在MaSP中缺失),进一步增强了MaSP,并在CSQA基准上取得了最好的效果。

D2A: TODO Flag
MaSP: TODO Flag
LASAGNE: TODO Flag

尽管有了上述的进展,但是目前大规模知识库上问答系统的语义分析方法仍然存在两个关键问题。

  1. 构成问题到逻辑形式映射的基础的语法规则,尽管在D2A、MASP和千层面中不断更新,但仍然不足以覆盖所有现实世界的情况,例如对数字的模糊推理。考虑这样一个问题:“哪些营养素可以与大约89种化学物质和药物相互作用?”现有的语法很难表示“大约89”。
  2. 其次,在语义句法分析中,问句与知识库之间的交互不能满足实体消歧和冗余检测的需要。实体消歧和冗余检测不能只靠问句与知识库之间的交互。

再比如说:王刚的母校是那个大学?这样的句子当中包含的实体信息太少,如果遇到重名的王刚,对语义解析来说分很困难的,根本不清楚到底是那个王刚。

为解决上面说的两个关键问题(语法规则表示问题,问句与知识库的交互无法支撑实体消歧),提出了一个知识感知模糊语义解析(KaFSP)模型,以加强语法规则和知识库与语义解析之间的互动。 特别是,我们将模糊操作引入到以前工作中使用的语法系统中,使该系统能够对数字进行不确定性推理。这种改进对回答定量和比较问题有很大影响。为了使知识库很好地促进语义解析,我们将给定知识库中的深层实体知识纳入所提出的语义解析框架的不同模块中。在实体消歧模块中,利用知识库中的实体三元组来消歧候选实体。在实体类型和关系预测模块中,我们提出了一个多标签分类框架,以捕捉实体类型和关系之间的相关性,并确定与当前问句相关的知识库信息。

2、相关工作

语义分析方法通常用于知识库问答(KBQA)。早期的工作通常是通过基于词典的解析将自然语言问题解析成逻辑形式。近年来,见证了语义解析已经从传统的具有特征工程的统计模型转向学习连续表征以生成逻辑形式的神经方法。例如,使用配备了神经注意机制的 encoder-decoder 框架,将语义解析投向 Seq2Seq 生成。

由于知识库越来越大,用于KBQA的语义分析通常是以逐步、模块化的框架进行的。 在第一阶段,识别问题中的实体并将其与给定的大规模知识图谱联系起来(实体链接),然后学习将实体联系起来的问题映射到逻辑形式(语义解析)。提出了一种由粗到精的两阶段语义分析解码方法,该方法在第一阶段为具有低层特征的问题生成粗略的草图,然后根据第一阶段的输出以及问题本身继续解码最终的逻辑形式。Dong and Mirella Lapata 2018 提出了一种由粗到精的两阶段语义分析解码方法,该方法在第一阶段为具有低层特征的问题生成粗略的草图,然后根据第一阶段的输出以及问题本身继续解码最终的逻辑形式。但是这种方法面临着步骤之间的错误传递,为了避免这个问题 Shen et al. (2019) and Kacupajet al. (2021) 等人使用多任务学习框架在单个模型中联合学习实体检测、链接和语义解析。Kacupaj et al. (2021) 使用图注意力网络来学习知识图谱中的实体类型与关系信息。

由于多任务学习在语义句法分析中的优势,我们的工作也是基于多任务学习框架。然而,我们的模型在模糊语法规则和知识感知的实体消歧以及实体类型和关系预测方面都与现有的工作有很大的不同。
在这里插入图片描述

3、KaFSP

我们使用多任务学习框架将输入(当前问题与上下文连接)映射为逻辑形式,其中实体被检测并链接到给定的知识库。KaFSP的主干网络与 LASAGNE(Kacupaj et al., 2021)一致,包含 seq2seq 、实体识别模块和图注意力网络。我们的贡献在于模糊语法(fuzzy grammar)(3.1节),知识感知实体消歧模块(3.3节),以及实体类型和关系预测模块(3.4节)。图1中的黑色虚线框中显示了两个知识感知模块。

3.1、模糊语法(Fuzzy Grammar)

在为会话KBQA定制的语义分析方法中,通常定义一个动作数量最少的语法来构造知识库可执行的逻辑形式(即语义分析树)。在之前的语法系统(Guo et al., 2018; Kacupaj et al., 2021)中定义的动作都是一种确定性的操作。而在现实的世界中模糊的概念是很常见的,例如:有多少艺术品的配音人数与另一个大致相同?依靠之前的确定性语法是不能回答这个问题的。LASAGNE 的语法包括一个称为 “大约” 的操作,该操作的目的是执行 “大致相等” 然而,两个数字如何被测量为大致相等并没有定义。因此,我们以 LASAGNE 的语法为起点来构建我们自己的语法,并在语法中加入模糊动作,以使其适应上述现实世界中的模糊问题。

广义钟形函数(a generalized bell-shaped membership function)是神经模糊系统和径向基函数神经网络的一个基本构建模块。用于计算模糊成员值。

广义钟形函数定义如下:
在这里插入图片描述
用于计算x与a之间是绝对的相等(结果为1),还是不等(结果为0)。

三个 fuzzy sets,其中 λ ∈ ( 0 , 1 ] \lambda \in (0,1] λ∈(0,1]
在这里插入图片描述

3.2 主干网络

  • Encoder and Decoder
    在这里插入图片描述

  • Entity Recognition
    在这里插入图片描述

  • Graph Attention Network(GAT)
    我们遵循 LASAGNE,使用 GAT 模块来学习知识库中实体类型和他们的关系。它可以被定义为:
    图注意力网络
    详情: Kacupaj et al. (2021) Conversational question answering over knowledge graphs with transformer and graph attention networks.

3.3、实体消歧

在大规模知识库中,具有不同含义的实体具有相同的表现形式是很常见的。预测实体类型有助于区分它们。然而,当候选对象同时具有相同的类型和表现形式时,实体类型预测很难再次区分它们。为了解决这个问题,我们从知识库中纳入了更多关于这些歧义实体的信息,以消除它们的歧义。本文将实体消歧问题建模为二分类问题:
在这里插入图片描述
s 是候选实体 e 的表现形式,c 是 e 出现的上下文,k(e) 表示来源于 KB 的候选实体 e 的相关信息(就是一个三元组集合
)。如果 y = 1 ,那么 e 链接的是一个正确的实体。这样做的目的是最大化正样本和负样本。

我们将 e e e 的上下文 k ( e ) k(e) k(e) 作为输入记为 x 。Eq6 中 f f f 是一个用于消歧候选实体的分类器。分类器使用预训练语言模型 XLNet 进行训练。

Xlnet: Generalized autoregressive pretraining for language understanding.

为了将 s 、 c s、c s、c和 K ( e ) K(e) K(e)送入预训练和微调的分类器中,我们将它们重组为一个串联的文本序列,各部分由标记 [SEP] 分开。KB 三元组都是用知识库中相应的词来实例化的,其中 e h 、 r 、 e t e_h、r、e_t eh​、r、et​是用空白隔开的。首先,将 K ( e ) K(e) K(e) 中的前三个三元组输入到分离器当中,这些三元组已经通过IDs进行排序。这样的选择实际上是知识图覆盖率和内存消耗之间的权衡。如果从知识库中检索到的相关三元组的数量小于3,我们将使用候选实体本身来填充空的三元组。

3.4 实体类型与关系预测

这部分的模块主要执行两个子任务:实体类型和关系的统一识别,以及知识库引导的对堆叠在第一个子任务上的正确实体类型和关系的预测,如图1中的 Type&Relation Prediction module 所示。

我们将类型和关系识别子任务建模为多标签分类任务,并使用分类器从给定的输入序列预测输出序列的概率。

为了获得识别子任务的实体类型和实体关系的神经表示,我们使用了预训练模型 BERT,送入BERT的输入是以类似于实体消歧模块的方式形成的。不同的是,我们用实体类型代替实体。从形式上看,实体类型的神经表示 e T e^T eT的计算方法如下。
在这里插入图片描述
其中 [CLS] 表示我们使用之前人工设置的 [CLS] 标记的表示作为实体类型 τ 的表示,s(τ) 和 K(τ) 分别代表 τ 的表达形式和三元组。类似地,关系的神经表征 e r e^r er 被表述为:
在这里插入图片描述
Kacupaj等人(2021)发现,对实体类型和关系之间的关联进行建模对于语义解析至关重要。在我们的KaFSP中,我们使用一个单一的分类器来预测实体类型和关系,而不是使用两个没有共同信息的独立分类器(Shen et al.,2019; Kacupaj et al., 2021)。因此,我们的分类器的预测空间是 T ∪ R T \cup R T∪R,entity type 和 relation 之间的相关性自然地被捕获在同一个分类器中。最后使用 sigmod 函数作为输出概率:
在这里插入图片描述
其中, W M L C W^{MLC} WMLC 是一个线性投影矩阵,e 是 τ ∈ T τ∈T τ∈T 和 r ∈ R r∈R r∈R 的嵌入的串联。KB指导下的实体类型和关系的预测,实际上是利用知识库中的相关信息对其进行最终决策。由于KB包含大量与当前语料u无关的三元组,为了使知识图谱嵌入提供与u相关的信息,我们使用所提出的多标签分类器的输出概率,从GAT编码的知识库中找出相关信息。特别是,我们计算 P ( y M L C ∣ x ) P(y^MLC|x) P(yMLC∣x) 和 h G A T h^GAT hGAT 的 Hadamard 乘积。
在这里插入图片描述

【了解了解思想,后面内容先放一放吧】

周光有-面向大规模知识图谱的智能问答.pdf 知识图谱旨在描述真实世界中存在的各种实体或概念 及其关系,其构成一张巨大的语义网络图,节点表示实 体或概念,边则由属性或关系构成。 立即下载

相关推荐

关系代数表达式优化步骤

关系代数表达式优化步骤 本篇主要讲解怎么画查询语法树并对其优化,因为我在学关系代数的语法树的时候,在网上找不到比较详细的教法或者技巧,最后通过答案反推原理,所以想写一篇技巧来描述一下这类题的解题方法。 先上书内讲解 1、构造查询树 第一步:把用高级语言定义的查询转换为关系代数表达式 ★ 以 SELECT子向对应投影操作,以FROM字向对应笛卡尔积以 WHERE子句对应选择操作,生成原始查询树 ★ SQL语句转化为原始查询树 第二步:把关系代数表达式转换为查询树。 注: 查询树是一种表示关系代数表达式的树形结

m0_51718449的博客 7016

KaFSP: Knowledge-Aware Fuzzy Semantic Parsing for Conversational Question Answering over a Large-Sca

在本文中,研究了在大规模知识库问答上的会话的两个问题- 语法中定义的行为不足以解决现实场景中的不确定推理- 知识基础信息未能充分利用,也没有被纳入语义解析中为了解决上述两个问题,我们提出了一个knowledge-aware fuzzy semantic parsing framework (KaFSP)。它定义了模糊比较操作在基于不确定推理的语法系统中,这部分涉及了模糊集理论。

yingzi的技术博客 447

基于资源预测的Agent弹性伸缩:在成本与响应延迟间寻找最佳平衡点

手动伸缩:完全由运维人员人工调整副本数或服务器数量,效率极低,现在基本只用于极小规模的业务。反应式伸缩:基于当前实时监控指标触发伸缩规则,比如CPU利用率超过70%就加2个副本,是目前应用最广泛的方案,典型代表是K8s HPA、KEDA。预测式伸缩:基于历史时序数据预测未来的负载,提前进行伸缩,解决反应式伸缩的滞后性问题,典型代表是AWS Predictive Scaling、阿里云预测式HPA。智能Agent伸缩。

SuperAGI2025 133

知识库问答KB-QA——语义解析

一、语义解析 语义解析KB-QA的思路是通过对自然语言进行语义上的分析,转化成为一种能够让知识库“看懂”的语义表示,进而通过知识库中的知识,进行推理(Inference)查询(Query),得出最终的答案。 简而言之,语义解析要做的事情,就是将自然语言的问题,转化为一种能够让知识库“看懂”的语义表示,这种语义表示即逻辑形式(Logic Form)。 二、逻辑形式 为了能够对知识库进行查询,我们需要一种能够“访问”知识库的逻辑语言,Lambda Dependency-Based Compositional S

strivequeen的博客 1715

VINS-Mono 时延估计论文翻译

Online Temporal Calibration for Monocular Visual-Inertial Systems 摘要 精确的状态估计是机器人导航、自主驾驶、虚拟现实和增强现实等各种智能应用的基础模块。视觉惯性融合是近年来流行的六自由度状态估计技术。记录不同传感器测量值的时刻对系统的鲁棒性和准确性至关重要。在实践中,每个传感器的时间戳通常会受到触发和传输延迟的影响,从而导致不同传感器之间的时间偏差(时间偏移)。这种时间偏移严重影响传感器融合的性能。为此,我们提出了一种标定视觉和

weixin_39061796的博客 1255

PSM倾向匹配详细步骤和程序

目录1.安装psmatch2统计包。2.数据准备3.数据分析及命令解读4.结果解读4.1模型拟合结果,此处无太多实际意义。4.2试验组可匹配的观测概览,按照命令中设定的匹配规则,试验组有8例患者未能匹配到合适对照。4.3结果解读的重点应该是对stata新生成的中间变量的解读。4.4均衡性检验结果4.5匹配结果的图示化5.Stata命令汇总最后留下两个问题给大家思考:题目 试验设计中,匹配的目的在于确保干预效应估计是建立在可比个体之间的不同结果的基础上。最简单的匹配方式是将干预组和对照组中协变量值相同的两个个

平平淡淡,戒急用忍,一生学闭嘴。 5万+

语义解析KB-QA的方法框架

向AI转型的程序员都关注了这个号????????????机器学习AI算法工程 公众号:datayx什么是语义解析(Semantic Parsing)什么是逻辑形式(Logic For...

datayx的文章 1732

Openwork 入门指南:开源 AI 桌面助手快速上手

Openwork是一款开源的AI桌面代理工具,提供类似Claude Cowork的免费替代方案。它支持本地运行,确保隐私安全,并能高效处理文件整理、文档读写等任务。支持多种AI模型,通过MIT许可完全免费。安装简单,仅需运行命令行或下载桌面版,需配置API Key后即可使用。操作直观,支持多步骤规划和权限控制,适合自动化重复工作。目前主要支持macOS,未来将扩展至Windows/Linux。建议从简单任务入手,逐步掌握这一高效的数字助手工具。

3802

ACL 2022 主会长文论文分类整理

导读 ACL 2022是CCF A类会议,人工智能领域自然语言处理(Natural Language Processing,NLP)方向最权威的国际会议之一。第60届计算语言学协会计划于今年5月22日-5月27日在爱尔兰都柏林召开。官方发布的接收论文列表: Accepted Papers (https://www.2022.aclweb.org/papers) 目录 Adversarial attack and Robustness【对抗攻击和鲁棒性】 Dialogu.

一颗小甜心的博客 2741

基于labview实现MYSQL数据库查询功能

基于labview实现MYSQL数据库查询功能 前言: labview是一款功能强大的图形化编程软件,也就是俗称的G语言。 本篇将介绍如何利用labview对MYSQL进行列表分页,范围查询及模糊查询等几个可广泛应用的简易功能,但事实上labview并不擅长处理数据库,下面详细代码可体现。 数据库的环境配置方面的问题这里就不赘述了。 我们直接进入主题。 1.以下为查询界面 2.分页实现细节: ...

qq470783138的博客 7556

SAP OBYC自动过账全解析:从BSX到WRX的会计科目配置指南

本文深入解析SAP OBYC自动过账功能,从BSX到WRX的会计科目配置全流程,涵盖评估分组代码、事务码和评估类等核心概念。通过实战案例展示如何实现库存变动到财务过账的自动化流转,提升企业财务数据的准确性和效率。

weixin_29239279的博客 418

模糊逻辑在语音识别中的应用

1.背景介绍 语音识别技术是人工智能领域的一个重要分支,它旨在将人类的语音信号转换为文本信息,从而实现人机交互。在过去的几十年里,语音识别技术一直是人工智能研究的热门话题,尤其是随着深度学习和神经网络技术的发展,语音识别技术的准确性和速度得到了显著提高。然而,在实际应用中,语音识别仍然面临着许多挑战,如噪声、方言、口音等,这些因素可能会导致识别错误。 在这篇文章中,我们将讨论模糊逻辑在语音识别...

AI天才研究院 1281

基于STM32设计的电能质量控制系统_353

本项目基于STM32F103RCT6微控制器设计了一套电能质量控制系统,实现了对火焰、烟雾、环境温湿度、电压、电流及功率等多项参数的实时监测与报警。系统通过MQ2烟雾传感器、火焰传感器、SHT30温湿度传感器及电力参数采集模块采集数据,采用高电平触发有源蜂鸣器进行异常报警。采集的数据通过ESP8266无线模块以AP+TCP模式上传至基于Qt开发的手机APP和电脑上位机,实现远程实时监控和历史数据管理。系统配备1.44寸LCD显示屏,实现本地数据显示。软件采用Keil5开发,采用寄存器编程方式,提高系统响应速

253

第二章 知识图谱——机器大脑中的知识库

第二章 知识图谱——机器大脑中的知识库 作者:刘知远(清华大学);整理:林颖(RPI) 版权所有,转载请注明出处 知识就是力量。——[英]弗兰西斯·培根 1 什么是知识图谱 在互联网时代,搜索引擎是人们在线获取信息和知识的重要工具。当用户输入一个查询词,搜索引擎会返回它认为与这个关键词最相关的网页。从诞生之日起,搜索引擎就是这样的模式,直到2012年5月,搜索引擎巨头谷歌在它的搜...

weixin_34006965的博客 893

VC中sqlite的使用

在VC中对sqlite的使用,实现数据库大批数据的快速插入,读取数据库中的数据在ListCtrl中显示

Probability and Statistics - 4th edition

Probability and Statistics - 4th edition

大规模知识图谱的构建

再次焕发出了活力。除了理论基础层面的发展以外,本轮发展最为瞩目的是大数据基础设施、存储和计算能力增长所带来的前所未有的数据红利。 人工智能的进展突出体现在以知识图谱为代表的知识工程以及以深度学习为代表的机器学习等相关领域。 未来伴随着深度学习对于大数据的红利消耗殆尽,如果基础理论方面没有新的突破,深度学习模型效果的天花板将日益迫近。而另一方面,大量知识图谱不断涌现,这些蕴含人类大量

周红伟讲AI 3188

ET2012新版免狗免安装绿色软件

ET2012新版免狗免安祖昂绿色软件。,新界面,新视觉,

论文浅尝 | 基于表示学习的大规模知识库规则挖掘

链接:www.ict.griffith.edu.au/zhe/pub/OmranWW18.pdf动机传统的规则挖掘算法因计算量过大等原因无法应用在大规模KG上。为了解决这...

开放知识图谱 1719

基于知识图谱的问答系统(二): 语义解析

语义解析KB-QA的思路是通过对自然语言进行语义上的分析,转化成为一种能够让知识库“看懂”的语义表示,进而通过知识库中的知识,进行推理(Inference)查询(Query),得出最终的答案。简而言之,语义解析要做的事情,就是将自然语言的问题,转化为一种能够让知识库“看懂”的语义表示,这种语义表示即逻辑形式(Logic Form)。 逻辑形式的具体内容参考: Berant J, Chou A, ...

juranyaoyingwen的博客 8623

揭开知识库问答KB-QA的面纱2·语义解析篇

内容速览什么是语义解析(Semantic Parsing)什么是逻辑形式(Logic Form)语义解析KB-QA的方法框架实验结果本期我们从传统方法之一的语义解析(有时也被称为语义分析)开始,以一个经典的语义解析baseline方法为例,介绍语义解析如何进行KB-QA。该方法来自斯坦福Berant J, Chou A, Frostig R, et al. 的Semantic Parsing on...

omnispace的博客 3091

一个图看懂语义分割框架

来自ICNET的一个图,对理解语义分割框架很有帮助

大泽之国 1610

基于Go的语义解析开源库FMR,“屠榜”模型外的NLP利器

(由AI科技大本营付费下载自视觉中国)作者 | 刘占亮 一览群智技术副总裁编辑 | Jane出品 | AI科技大本营(ID:rgznai100)如何合理地表示语言的内在...

AI科技大本营 4343

超详细解读:神经语义解析的结构化表示学习 | 附代码分析

在碎片化阅读充斥眼球的时代,越来越少的人会去关注每篇论文背后的探索和思考。在这个栏目里,你会快速 get 每篇精选论文的亮点和痛点,时刻紧跟 AI 前沿成果。点击本文底部...

Paper weekly 1694

谷歌发布自然语言框架语义解析器SLING

今日,谷歌发布实验性系统 SLING,该系统是一个自然语言框架语义解析器,用于自然语言理解任务中,可将自然语言文本直接解析成语义表示——语义框架图。本文简要介绍了该系统。 项目链接:https://github.com/google/sling 直到最近,最实用的自然语言理解(NLU)系统仍然使用的是分析阶段的流程,从词性标注和依存句法分析(dependency parsi

机器之心 2157

自然语言处理NLP(10)——语义分析

在上一部分中,我们介绍了句法分析中的局部句法分析以及依存关系分析(自然语言处理NLP(9)——句法分析c:局部句法分析、依存关系分析),至此,繁复冗长的句法分析部分就结束了。 在这一部分中,我们将要介绍NLP领域的一个重要问题:语义分析。 语义分析分为两个部分:词汇级语义分析以及句子级语义分析。 这也就是为什么在词法分析和句法分析之后,我们要介绍的是语义分析而不是篇章分析的原因。 【一】词汇级语义...

echoKangYL的博客 6万+
上一篇: Linux下sudo导致的环境问题【python】
下一篇: 因果推断简介
种花途。
博客等级 码龄10年 3粉丝 43原创
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值