基于表示学习方法的异源监督关系抽取方法

搬运自本人知识图谱与大数据公众号,这是一篇 2018-04-17的文章,可能已过时,仅供参考,更多内容关注公众号或者访问从今天开始种树

发展

有监督学习–概念学习
无监督学习–聚类
远程监督–将已有知识库对应到非结构化数据中生成大量训练数据,训练关系抽取器
(人工标注耗时耗力;种子或人工定义的模板经过若干迭代产生语义漂移/错误传递;特定领域远程监督能覆盖的<25%)

问题

海量数据下多来源(已有知识库,特定领域/环境)带来的关系不确定性。

动机

现有的关系抽取方法严重依赖于人工标注的数据,为了克服这个问题,本文提出基于异种信息源的标注开展关系抽取模型学习的方法,例如知识库、领域知识。这种标注称作异源监督(heterogeneous supervision),其存在的问题是标注冲突问题,即对于同一个关系描述,不同来源的信息标注的结果不同。这种方法带来的挑战是如何从有噪声的标注中推理出正确的标签,以及利用标注推理结果训练模型。
例如下面的句子,知识库中如果存在这个三元组,则将下面的句子标注为born_in关系;而如果使用人工模板“ killed in”进行匹配,则会将该句子标注为kill_in关系。
Gofraid(e1) died in989, said to be killed in Dal Riata(e2).
为了解决这个问题,提出使用表示学习的方法实现为关系抽取提供异源监督。

创新点

本文首次提出使用表示学习的方法为关系抽取提供异源监督,这种使用表示学习得到的高质量的上下文表示是真实标签发现和关系抽取的基础。

背景

Relation Extraction(句子级):
(e1,e2,d)—>关系类型R or None
Heterogeneous Supervision:
一个标注函数—>一种来源—>一种类型
Problem Definition:

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方法

文章方法框架:

(通过表示学习捕捉上下文的语义含义,并以上下文感知的方式进行关系提取和正确的标签分类)

图 REHESSION框架

(1)文本特征的向量表示。从文本上下文中抽取出文本特征(基于pattern得到),简单的one-hot方法会得到维度非常大的向量表示,且存在稀疏的问题。为了得到更好的泛化能力,本文采用表示学习的方法,将这些特征表示成低维的连续实值向量,所用文本特征如下:
例句:(“Hussein”, “Amman”,“Hussein was born in Amman”)
图 关系提及表示方法
在这里插入图片描述

(2)关系描述的向量表示。在得到文本特征的表示之后,关系描述文本依据这些向量的表示生成关系描述的向量表示。这里采用对文本特征向量进行矩阵变换、非线性变换的方式实现【应用线性映射和双曲正切来将嵌入从文本特征语义空间转换为关系提及语义空间。非线性的tanh函数允许其他组件的非线性类边界,避免了数值不稳定问题】
(3)真实标签发现。由于关系描述文本存在多个可能冲突的标注,因此发现真实标签是一大挑战。此处将每个标注来源视为一个标注函数,这些标注函数均有其“擅长”的部分,即一个标注正确率高的语料子集。本方法将得到每种标注函数擅长的语料子集的表示,并以此计算标注函数相对于每个关系描述的可信度,最后综合各标注函数的标注结果和可信度,得到最终的标注结果;
(4)关系抽取模型训练。在推断了关系描述的真实标签后,将使用标注的语料训练关系抽取器。
本方法中每个环节不是各自独立的,真实标签发现与关系抽取模型训练会相互影响,得到关系上下文整体最优的表示方法。
实验结果
本文使用 NYT 和 Wiki-KBP 两个数据集进行了实验,标注来源一方面是知识库,另一方面是人工构造的模板。每组数据集进行了包含 None 类型的关系抽取,和不包含 None 类型的关系分类。结果如下表所示,可见相比于其他方法,在两个数据集的四组实验中均有较明显的性能提升。
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