word 自动生成RDF

按照word标题格式设置三级标题,然后就可以自动提取了,默认关系都是“包含”。而且可以通过“粗体+下划线”对特定关键词进行提取。

# coding:utf-8
import re
import docx
import xlrd
import difflib
import base64
import pandas as pd
from time import sleep
import pyhanlp

import rdflib
from rdflib import RDF, Namespace, URIRef, Literal
from rdflib.namespace import OWL, RDF, RDFS

#显示所有列
pd.set_option('display.max_columns', None)
#显示所有行
pd.set_option('display.max_rows', None)

#特殊字符正则表达式,排除中文、英文、数字之外的所有字符
#pattern = '([^\u4e00-\u9fa5\u0030-\u0039\u0041-\u005A\u0061-\u007a])'

# 创建RDF图
graph = rdflib.Graph()

#graph.parse("E:\\foaf.rdf", format="xml")

# 构造链接数据工具的命名空间
BOOK = Namespace('https://www.example.com/wiki#')
BAIDU = Namespace('https://baike.baidu.com/item/') #百度百科,关联关键词解释

# 绑定命名空间 PREFIX
graph.bind("owl", OWL)
graph.bind("book", BOOK)
graph.bind("baidu", BAIDU)

#是否是数字类型
def is_number(value):
    if isinstance(value, str):
        return False
    else:
        return True

#---------------- OWL 文件构造 ----------------------------------------

# 添加本体类
def addClass(classname, subclass=OWL.Thing):
    cobj = classname
    graph.add((cobj, RDF.type, OWL.Class))  # 将Animals设置为一个类
    graph.add((cobj, RDFS.subClassOf, subclass))  # Animals为OWL.Thing的子类

    return cobj


#添加关系
def addRel(relname, rdomain, rrange, subrel=OWL.topObjectProperty):
    robj = relname

    graph.add((robj, RDF.type, OWL.ObjectProperty))
    graph.add((robj, RDFS.subPropertyOf, subrel))    #OWL.topObjectProperty)
    for o1 in rdomain:
        graph.add((robj, RDFS.domain, o1))
    for o2 in rrange:
        graph.add((robj, RDFS.range, o2))
    return robj

#添加属性
def addData(dataname, ddomain, subdata=OWL.topDataProperty):
    name = dataname
    graph.add((name, RDF.type, OWL.DatatypeProperty))
    graph.add((name, RDFS.subPropertyOf, subdata))  #OWL.topDataProperty
    for oc in ddomain:
        graph.add((name, RDFS.domain, oc))
    return name

#添加实例
def addIndiv(iname, itype):
    name = iname
    graph.add((name, RDF.type, itype))
    return name

#设置实例的属性值(OWL格式 Dataproperties)
def setNameValue(oind,oname,ovalue):
    s = str(pyhanlp.HanLP.extractSummary(ovalue, 3))[1:-1] #提取正文内容摘要,返回值头尾有[ ] 符号,必须去掉!
    ovalue = s #对于有复杂公式等特殊字符的正文,采取提取摘要方式处理
    graph.add((oind, oname, Literal(ovalue)))

#直接设置 annotation,不用 OWL
def setAnnotation(oind,rdfstype,value):
    graph.add((oind,rdfstype, Literal(value)))  # 如 Label,comment 等
    #graph.add((oind, RDFS.comment, Literal("The class of all animal types")))  # 添加描述

#添加三元组,为了与neo4j同步,增加了标签(rdf中的class)
def addSPO(s,p,o):
    graph.add((s, p, o))  # 老虎属于动物的一种,后面的以此类推


#处理图书文档内容
def read_para(doc):
    data=[]
    #输出每一段的内容
    for para in doc.paragraphs:
        style_name =para.style.name
        if para.text.strip()=='':
            continue
        if style_name.startswith("Heading"):
            data.append(style_name + ":" + para.text)
        else:
            data.append(para.text)
    return data

#获取知识点小标题,格式是:[1.ABC ]
def getKeys(linestring):
    pattern = '\\b^[0-9]{1,2}\.\D*\s\\b'
    new = re.search(pattern,linestring)
    if new:
        return new.group().strip()
    else:
        return None

#返回文档中用粗体和下划线标注的文字
def tagWords(para):
    runs = para.runs
    block_with_underline = []

    for run in runs:
        if run.underline == True and run.bold == True:
            block_with_underline.append(run.text)
            #print('run:',run.text)
    return block_with_underline

#处理程序
def docx_main(bookdocfile, bookname):
    global obj0, obj1, obj2, obj3, obj, docm

    temp = ""  #临时保存上一行
    con = "" #当前实例的内容值
    obj = None
    bname = None
    line = ''
    tclass = None #当前类
    tindiv = None #当前实例

    # 获取文档对象
    # docm = docx.Document("中国近现代史纲要全稿(2018).docx")

    # 添加图书本科类
    bname = addClass(BOOK["书名"])
    bookname = BOOK[bookname]
    obj0 = addIndiv(bookname, bname)

    chapter = addClass(BOOK["章"],bname)
    section = addClass(BOOK["节"], chapter)
    lession = addClass(BOOK["小节"], section)
    knowkey = addClass(BOOK["知识点"],lession)
    # 添加关系名
    include_of = addRel(BOOK["包含"], [chapter, section], [lession])
    relate_of = addRel(BOOK["关联"], [chapter, section], [lession])

    #设置书名属性值
    setAnnotation(obj0, RDFS.label, bookname)

    docm = docx.Document(bookdocfile)
    #df = pd.DataFrame(read_para(docm))
    #处理逐行段落实例数据,按照RDF格式写入
    for para in docm.paragraphs:
        style_name = para.style.name
        if para.text.strip() == '':
            continue
        if style_name.startswith("Heading"):
            line = style_name + ":" + para.text
        else:
            line = para.text

        if not "Heading" in line:
            temp=temp+"\n"+line #标题自动添加到内容首行
        else:
            con=temp
            temp=line[10:]

        if "Heading 1:" in line:
            # 添加实例-章
            cname=line[10:]
            cname = cname.strip()
            cname=cname.replace(" ","_")
            cname=cname.replace(" ","_")
            s = BOOK[cname]
            obj1 = addIndiv(s, chapter)
            obj=obj1
            #设置label值
            setAnnotation(obj1, RDFS.label, cname)

            #设置图书与章节关系
            addSPO(obj0,include_of,obj1)

            #给后续的标注建立关系做准备
            tclass = chapter
            tindiv = obj1

        if "Heading 2:" in line:
            # 添加实例-节
            sname = line[10:]
            sname = sname.strip()
            sname=sname.replace(" ","_")
            sname=sname.replace(" ","_")
            s = BOOK[sname]
            obj2 = addIndiv(s, section)
            obj=obj2
            # 设置label值
            setAnnotation(obj2, RDFS.label, sname)
            #添加章-节关系
            if not obj1 is None:
                addSPO(obj1, include_of, obj2)
            #给后续的标注建立关系做准备
            tclass = section
            tindiv = obj2

        if "Heading 3:" in line:
            # 添加实例-小节
            lname = line[10:]
            lname = lname.strip()

            lname=lname.replace(" ","_")
            lname=lname.replace(" ","_")
            s = BOOK[lname]
            obj3 = addIndiv(s, lession)

            obj=obj3
            # 设置属性值
            setAnnotation(obj3, RDFS.label, lname)

            # 添加节-小节关系
            if not obj2 is None:
                addSPO(obj2, include_of, obj3)
            #给后续的标注建立关系做准备
            tclass = lession
            tindiv = obj3

        #关联知识点
        ks = getKeys(line) #一个自然段的开头是知识点名称
        if ks != None:
            s = BOOK[ks]
            ko = addIndiv(s,knowkey)
            setAnnotation(ko,RDFS.label,ks)
            addSPO(obj3,relate_of,ko)
            print("知识点:", ks)

        # 根据标注自动添加新实例
        tags = tagWords(para)
        if tags != []:
            for t in tags:
                s = BAIDU[t]
                ti = addIndiv(s, tclass)
                setAnnotation(ti, RDFS.label, t)
                addSPO(tindiv, relate_of, ti)


#关联度检测
def corelation(stra,strb):
    degree = difflib.SequenceMatcher(None, stra, strb).quick_ratio()
    return degree


#代码入口在这里 main()
def main(sfile,rdffile,bookname):
    docx_main(sfile,bookname)   #图书生成图谱

    
    graph.serialize(rdffile, format="xml")  # 保存为RDF/XML格式,当然也可以保存为其他格式
    ttlfile = rdffile[:-3] + 'ttl'
    graph.serialize(ttlfile, format="turtle")

#==================
if __name__== "__main__" :
    main('图书','我的书.docx','E:/我的书.rdf','我的书名')
    

    print('处理完成!')

<think>好的,我现在要回答用户关于如何从Word文档中提取实体关系以构建知识图谱的问题。首先,我需要理解用户的需求。他们想从Word文件中的文字和图表中提取实体及其关系,然后构建知识图谱。这涉及到文本处理和图像处理两个方面。 接下来,我需要考虑用户提到的工具和方法。根据用户提供的引用,DeepDive和Relik是相关的工具。DeepDive用于知识抽取,而Relik专注于关系提取。我需要确认这些工具是否支持处理Word文档。通常,这些工具可能主要处理文本,所以可能需要先将Word文档转换为纯文本或结构化数据。 然后,处理Word文档中的图表可能比较复杂。图表中的信息通常以图像形式存在,无法直接用NLP工具处理。可能需要OCR技术来提取图表中的文字,或者解析图表的数据部分。不过,Word中的图表如果是嵌入的Excel图表,可能有更直接的数据提取方法,但这需要具体工具支持。 接下来,流程步骤需要详细规划。首先是文档解析,将Word中的文字和图表分开处理。文字部分可以通过现有的NLP工具进行实体和关系抽取。图表部分需要先提取数据,可能需要结合OCR或专门的图表解析工具,然后将提取的数据转换为结构化格式,再进行关系抽取。 工具方面,除了用户提到的DeepDive和Relik,还有其他工具如Apache Tika可以解析Word文档,Spacy或Stanford NER用于实体识别。对于图表,可能需要使用Pythonpython-docx库来提取图像,然后使用Tesseract进行OCR,或者使用图表解析工具如Camelot处理表格。 方法部分需要分步说明,包括文档解析、文本处理、图表处理、关系抽取和知识融合。每个步骤需要具体说明使用的工具和技术,例如在文本处理中使用Spacy进行实体识别,Relik进行关系抽取。图表处理可能需要解析图像中的文字和数据,然后进行实体关系的关联。 挑战方面,用户可能遇到图表信息提取困难、图文关联复杂、需要领域知识等问题。需要建议优化方法,如预处理、结合多模态模型、人工校验等。 最后,生成相关问题,确保覆盖用户可能感兴趣的扩展方向,如处理扫描文档、自动化流程、评估质量等。 需要验证每个工具是否确实支持所述功能,例如DeepDive是否适合处理Word文档,或者是否需要先转换为文本。同时,确保流程的可行性,例如使用python-docx提取文本和图表是否有效,OCR的准确性如何等。可能存在的不足是图表处理部分,若图表为图片格式,提取数据的准确性可能较低,需要结合其他方法或人工干预。 总结来说,回答需要结构清晰,分步骤说明方法和工具,结合用户提供的引用,并指出可能的挑战和解决方案。同时,确保推荐的工具和方法有据可依,例如引用提供的Relik和DeepDive,以及其他常用工具如Spacy和Tika。</think>以下是从Word文档提取实体关系构建知识图谱的系统化解决方案: ### 一、文档解析阶段 1. **文本内容提取** - 使用`Apache Tika`或`python-docx`库提取文字内容 - 结构化处理标题、段落、表格等元素 - 示例代码: ```python from docx import Document doc = Document("input.docx") text = [para.text for para in doc.paragraphs] ``` 2. **图表内容处理** - 提取嵌入图表为独立文件(PNG/JPG) - 使用OCR工具(如`Tesseract`)识别图表文字 - 解析图表数据关系: ```python import pytesseract chart_text = pytesseract.image_to_string("chart.png") ``` ### 二、实体关系抽取 1. **文本层处理** - 命名实体识别:使用`spaCy`或`StanfordNLP` ```python import spacy nlp = spacy.load("zh_core_web_sm") doc = nlp(text) entities = [(ent.text, ent.label_) for ent in doc.ents] ``` - 关系抽取:采用`Relik`工具实现上下文关系建模[^2] 2. **图表层处理** - 表格解析:使用`Camelot`库提取结构化数据 ```python import camelot tables = camelot.read_pdf("document.pdf", flavor='stream') ``` - 图表类型识别:通过CNN模型分类柱状图/饼图等 ### 三、知识融合 1. **跨模态对齐** - 建立文字描述与图表的坐标映射关系 - 使用注意力机制匹配文本段落与图表元素 2. **知识存储** - 采用RDF三元组存储实体关系 - 使用Neo4j图数据库实现可视化 $$ G=(V,E), \quad V=\{实体\}, \quad E=\{关系\} $$ ### 四、推荐工具栈 | 工具类型 | 推荐方案 | |----------------|-----------------------------------| | 文档解析 | Apache Tika, python-docx | | OCR识别 | Tesseract-OCR, PaddleOCR | | 实体识别 | spaCy, LTP | | 关系抽取 | Relik[^2], DeepDive[^1] | | 知识存储 | Neo4j, Apache Jena | ### 五、实施挑战与优化 1. **图表解析误差** - 采用多OCR引擎交叉验证 - 添加人工校验环节 2. **跨模态关联** - 使用Transformer架构的多模态模型 - 构建图文共指消解模块 3. **领域适配** - 定制领域词典(如医疗/金融专有名词) - 微调预训练语言模型
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