知識(shí)圖譜通過將信息組織成實(shí)體、關(guān)系和屬性的形式,為機(jī)器理解和智能決策提供了強(qiáng)大的支持。而構(gòu)建一個(gè)知識(shí)圖譜是一個(gè)涉及多個(gè)階段的復(fù)雜過程。


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1. 知識(shí)抽取


實(shí)體抽取


實(shí)體是知識(shí)圖譜中的基本元素,例如人名、地名、組織機(jī)構(gòu)名等??梢允褂没谝?guī)則的方法,即通過定義一些手工編寫的規(guī)則來識(shí)別文本中的實(shí)體。


例如,對(duì)于人名,規(guī)則可以是“如果一個(gè)詞的首字母大寫,并且周圍的詞符合人名的上下文(如‘和[人名]一起’),那么這個(gè)詞可能是一個(gè)人名”。


基于統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法也很常用。例如,支持向量機(jī)(SVM)可以利用大量已標(biāo)注的實(shí)體數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,學(xué)習(xí)實(shí)體的特征模式,從而對(duì)新文本中的實(shí)體進(jìn)行抽取。


深度學(xué)習(xí)方法如命名實(shí)體識(shí)別(NER)模型,像Bi - LSTM - CRF(雙向長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò) - 條件隨機(jī)場(chǎng))模型。


它能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)文本中的語(yǔ)義和語(yǔ)法特征,有效識(shí)別實(shí)體。例如在處理新聞文本時(shí),能夠準(zhǔn)確地抽取新聞中的人物、地點(diǎn)等實(shí)體。


關(guān)系抽取


確定實(shí)體之間的關(guān)系是構(gòu)建知識(shí)圖譜的重要環(huán)節(jié)?;谀0宓姆椒ㄊ且环N簡(jiǎn)單有效的方式,例如,對(duì)于句子“[人物A]是[公司B]的創(chuàng)始人”,可以定義一個(gè)模板來抽取“創(chuàng)始人(人物A,公司B)”這樣的關(guān)系。


監(jiān)督學(xué)習(xí)方法需要構(gòu)建一個(gè)標(biāo)注好關(guān)系的數(shù)據(jù)集,然后使用分類算法,如樸素貝葉斯、決策樹等進(jìn)行關(guān)系抽取。例如,將文本中的關(guān)系分為“雇傭關(guān)系”“合作關(guān)系”等類別,通過訓(xùn)練模型來識(shí)別新文本中的關(guān)系類型。


無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法可以通過聚類等技術(shù)發(fā)現(xiàn)實(shí)體之間潛在的關(guān)系。例如,將描述相似主題或具有相似行為的實(shí)體聚類在一起,進(jìn)而推測(cè)它們之間可能存在的關(guān)系。


屬性抽取


屬性可以用來描述實(shí)體的特征。例如對(duì)于“人物”實(shí)體,其屬性可能包括年齡、性別、職業(yè)等??梢酝ㄟ^文本分析來抽取屬性值,比如從“[人物A]今年30歲”這句話中抽取“年齡(人物A,30)”這樣的屬性。


2. 知識(shí)融合


實(shí)體對(duì)齊


當(dāng)從不同數(shù)據(jù)源獲取知識(shí)時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)同一個(gè)實(shí)體有不同表示的情況。例如,在一個(gè)數(shù)據(jù)源中“蘋果公司”可能用“Apple”表示,在另一個(gè)數(shù)據(jù)源中可能用“蘋果(公司)”表示。


可以通過計(jì)算實(shí)體的相似度來進(jìn)行對(duì)齊,比如使用字符串相似度算法(如編輯距離算法)來判斷兩個(gè)實(shí)體名稱是否相似。同時(shí),還可以結(jié)合實(shí)體的屬性和關(guān)系來提高對(duì)齊的準(zhǔn)確性。


知識(shí)合并


將不同來源的知識(shí)進(jìn)行合并,去除冗余信息。例如,將兩個(gè)關(guān)于“手機(jī)產(chǎn)品”的知識(shí)集合合并,保留每個(gè)產(chǎn)品的關(guān)鍵屬性(如品牌、型號(hào)、功能等)和關(guān)系(如生產(chǎn)廠商、所屬系列等),并去除重復(fù)或沖突的內(nèi)容。在合并過程中,需要對(duì)知識(shí)的準(zhǔn)確性和一致性進(jìn)行驗(yàn)證。


3. 知識(shí)加工


本體構(gòu)建


本體定義了知識(shí)圖譜中的概念、關(guān)系和屬性的類型。例如,在一個(gè)醫(yī)學(xué)知識(shí)圖譜中,定義“疾病”“癥狀”“治療方法”等概念,以及它們之間的關(guān)系(如“疾病有癥狀”“治療方法治療疾病”)和各自的屬性(如疾病的名稱、癥狀的表現(xiàn)形式等)。可以通過領(lǐng)域?qū)<业闹R(shí)和已有的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)來構(gòu)建本體。


知識(shí)推理


根據(jù)已有的知識(shí)推斷出新的知識(shí)。例如,已知“A是B的父親”和“B是C的父親”,可以推理出“A是C的祖父”。知識(shí)推理可以基于規(guī)則(如使用一階邏輯規(guī)則),也可以使用基于圖的推理算法,在知識(shí)圖譜的圖結(jié)構(gòu)上進(jìn)行推理操作。


4. 知識(shí)存儲(chǔ)


選擇存儲(chǔ)方式


常見的存儲(chǔ)方式有圖數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。圖數(shù)據(jù)庫(kù)專門用于存儲(chǔ)和處理圖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),能夠高效地支持知識(shí)圖譜中的實(shí)體和關(guān)系查詢。


數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與索引構(gòu)建


將知識(shí)圖譜中的實(shí)體、關(guān)系和屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到選定的數(shù)據(jù)庫(kù)中,并建立合適的索引來提高查詢效率。例如,在圖數(shù)據(jù)庫(kù)中,可以為實(shí)體的類型、關(guān)系的類型等建立索引,以便快速檢索到相關(guān)的知識(shí)。


構(gòu)建知識(shí)圖譜是一個(gè)迭代的過程,需要不斷地更新和完善,以適應(yīng)新的知識(shí)和應(yīng)用需求。