一种基于双曲几何知识表示的社交网络实体推理方法技术

本发明专利技术实现了一种基于双曲几何知识表示的社交网络实体推理方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于双曲几何知识表示的社交网络实体推理方法


[0001]本专利技术涉及社交网络
，尤其涉及一种基于双曲几何知识表示的社交网络实体推理方法
。

技术介绍

[0002]随着移动互联网的快速发展，尤其是
Twitter、Facebook
和微博等新兴社交网络媒体的出现，大量用户在使用这些社交网络平台时，对于一些感兴趣的话题和相同的爱好会产生不同程度共鸣
。
当前，许多社交软件具有相应的社交社区功能，软件具有为用户推荐感兴趣的朋友的功能
。
然而现有的许多用户推荐技术中需要利用用户的属性信息，如果用户的属性信息存在大量的缺失，会对推荐的准确率和召回率产生负面影响
。
知识图谱以结构化的形式表示现实世界中存在的事实，利用用户属性信息构建的用户图谱，可使用知识图谱的相关特性对相关用户进行推荐
。
一方面，知识图谱使得人物数据分析效率更快，可以有效解决社交网络用户数据噪声大和完全无结构化的问题；另一方面，基于知识图谱的推理可以缓解用户具有大量缺失属性的问题，可以充分挖掘用户之间隐藏的关联信息
。
具体地来说，我们将社交网络用户推荐转化为知识图谱上的复杂查询推理问题，现存的知识图谱复杂查询推理方法将查询与实体和关系统一嵌入到一个表示空间中，通过优化表示向量之间的距离来完成推理任务
。
然而这些方法大多没有考虑复杂的推荐场景下由于查询的演绎性质带来的层次性；另外这些方法对于逻辑预算的建模仍存在问题，例如无法支持所有的逻辑运算以及忽略关系的语义模式等
。
因此，现有技术还有待改进和发展
。

技术实现思路

[0003]为此，本专利技术首先提出一种基于双曲几何知识表示的社交网络实体推理方法，设计查询表示计算模块和实体推理模块，首先获取社交网络图谱与待推荐的实体，将社交网络图谱与待推荐的用户输入所述查询表示计算模块，将用户的查询表示和实体表示输入所述实体推理模块；
[0004]在所述查询表示计算模块，社交网络图谱与待推荐的用户信息经过构建计算图
、
获取锚实体过程后进入根据相应的逻辑算子计算子查询表示过程，如果计算子查询表示过程未结束则持续执行，如果结束则将计算结果得到的查询的几何向量表示输入所述实体推理模块；
[0005]所述实体推理模块输入查询的几何向量表示，转换为最终的查询表示后，与所述实体表示共同用于距离计算，得到查询表示与实体表示的距离，并从中取出
topk
用户实体，得到最终的推理结果实体
。
[0006]所述构建计算图
、
获取锚实体过程接收社交网络图谱与待推荐的用户后，首先将要社交平台中的用户及对应的用户属性信息构建为一张用户图谱，进行的是查询的处理，根据推荐需求，将要考虑的人物属性与待推荐的人物实体构造为一个查询，例如表达为：
[0007][0008]其中
v
代表所有的答案实体，
Gradute
和
Friend
代表毕业和好友关系，
Si
和
San
分别代表实体，
u
代表中间实体，针对这样的一个复杂查询，需要将其转化为计算图形式，计算图的每个节点代表子查询，每条边代表逻辑算子
。
[0009]所述计算子查询表示过程具体为：
[0010]查询的表示为：每个查询实际上代表的是社交网络图谱上的一个实体集合，一个查询被表示为其中分别表示在半径方向和弧度方向的中心，表示在半径方向和弧度方向的偏移，中心和偏移一起构成庞加莱圆盘表示空间上的一个区域，中心代表该查询代表的实体集合的语义，偏移可以直观的代表该实体集合的大小，将表示定义在正切空间，正切空间与双曲空间之间的转换通过指数映射和对数映射来实现，庞加莱圆盘空间上的指数映射和对数映射如下：
[0011][0012][0013]其中
v
是正切空间上的点，
u
是庞加莱圆盘空间上的点，
x
是正切空间的中心点，是保角因子是保角因子和是莫比乌斯加减法，查询在正切空间的表示为两者之间可用来转换，0代表在圆心处的正切空间；
[0014]实体的表示为，因此可以用且来表示；
[0015]逻辑运算的实现方式为四个：关系映射交运算并运算取反运算
[0016]关系映射使用一个多层感知机来完成关系映射的操作：
[0017][0018]其中是关系表示，
MLP
是多层感知机，和
+
是按元素的乘和加操作，
f
是一个转换函数，目的是使多层感知机的输出符合庞加莱圆盘空间的要求，
f
的实现形式如下：
[0019][0020]其中
σ
是
sigmoid
函数；
[0021]交运算计算多个输入查询的交集，然后输出交集对应的查询表示即输入多个实体集合，输出输入实体集合的交集，使用基于注意力机制的聚合机制计算交集的中心，使用基于深度集合网络的聚合机制计算交集的偏移，对于中心的计算过程如下：
[0022][0023][0024]其中
α
和
β
是注意力参数
。
对于偏移的计算定义如下：
[0025][0026][0027]其中
DeeSetsNet
是深度集合网络，它的特点是具有置换不变性，即输入的顺序对结果没有影响；
[0028]并运算的作用是计算计算多个输入查询的并集，然后输出交集对应的查询表示即输入多个实体集合，输出输入实体集合的并集，直接用析取查询的合集来表达即其中
V'
q,i
是算子之前所有的子查询的查询表示；
[0029]取反运算的作用是求一个查询对应的实体集合的补集，即针对输入的实体集合，输入其相对于整体用户实体集合的补集，具体来说，
[0030]最终计算得到最终的查询表示
V
q
并最终输出，同时输出的还有实体表示
[0031]所述实体推理模块的输入是所述查询表示
V
q
和所述实体表示输出是推理结果实体
。
[0032]所述实体推理模块的具体实现方式为：首先计算
V
q
与之间的距离，从半径方向和弧度方向两个方向进行计算，将两个方向的距离都划分为内部距离和外部距离，内部距离指中心到实体的距离，外部距离指区域边界到实体的距离，半径方向的距离用庞加莱半径来计算，首先需要将正切空间上的表示映射到庞加莱圆盘空间上，然后用下式计算：
[0033][0034][0035]其中和是在径向上的边界，
g(
·
)
是计算庞加莱半径差的函数，
max(
·
)
是按元素求最大值的函数，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于双曲几何知识表示的社交网络实体推理方法，其特征在于：设计查询表示计算模块和实体推理模块，首先获取社交网络图谱与待推荐的用户，将社交网络图谱与待推荐的用户输入所述查询表示计算模块，将用户的查询表示与实体表示输入所述实体推理模块；在所述查询表示计算模块，社交网络图谱与待推荐的用户信息经过构建计算图
、
获取锚实体过程后进入根据相应的逻辑算子计算子查询表示过程，如果计算子查询表示过程未结束则持续执行，如果结束则将计算结果得到的查询的几何向量表示输入所述实体推理模块；所述实体推理模块输入查询的几何向量表示，转换为最终的查询表示后，与所述实体表示共同用于距离计算，得到查询表示与实体表示的距离，并从中取出
topk
用户实体，得到最终的推理用户实体
。2.
如权利要求1所述的一种基于双曲几何知识表示的社交网络实体推理方法，其特征在于：所述构建计算图
、
获取锚实体过程接收社交网络图谱与待推荐的用户后，首先将要社交平台中的用户及对应的用户属性信息构建为一张用户图谱，进行的是查询的处理，根据推荐需求，将要考虑的人物属性与待推荐的人物实体构造为一个查询，针对每一个这样的查询，需要将其转化为计算图形式，计算图的每个节点代表子查询，每条边代表逻辑算子
。3.
如权利要求2所述的一种基于双曲几何知识表示的社交网络实体推理方法，其特征在于：所述计算子查询表示过程具体为：查询的表示为：每个查询实际上代表的是社交图谱上的一个实体集合，一个查询被表示为双曲表示空间上的语义中心的一个邻域，形式为表示为示为双曲表示空间上的语义中心的一个邻域，形式为表示为其中分别表示在半径方向和弧度方向的中心，表示在半径方向和弧度方向的偏移，中心和偏移一起构成庞加莱圆盘表示空间上的一个区域，中心代表该查询代表的实体集合的语义，偏移可以直观的代表该实体集合的大小，将查询表示定义在正切空间，正切空间与双曲空间之间的转换通过指数映射和对数映射来实现，庞加莱圆盘空间上的指数映射和对数映射如下：数映射如下：其中
v
是正切空间上的点，
u
是庞加莱圆盘空间上的点，
x
是正切空间的中心点，是保角因子角因子和是莫比乌斯加减法，查询在正切空间的表示为两者之间可用来转换，0代表在圆心处的正切空间；实体的表示为偏移为零的邻域，因此可以用且且来表示；逻辑运算的实现方式为四个：关系映射交运算并运算取反运算关系映射使用一个多层感知机来完成关系映射的操作：
其中是关系表示，
MLP
是多层感知机，
°
和
+
是按元素的乘和加操作，
f
是一个转换函数，目的是使多层感知机的输出符合庞加莱圆盘空间的要求，
f
的实现形式如下：其中
σ
是
sigmoid
函数；交运算计算多个输入查询的交集，然后输出交集对应的查询表示即输入多个实体集合，输出输入实体集合的交集，使用基于注意力机制的聚合机制计算交集的中心，使用基于深度集合网络的聚合机制计算交集的偏移，对于中心的计算过程如下：心，使用基于深度集合网络的聚合机制计算交集的偏移，对于中心的计算过程如下：其中
α
和
β
是注意力参数，对于偏移的计算定义如下：是注意力参数，对于偏移的计算定义如下：其中
DeeSetsNet
是深度集合网络，它的特点是具有置换不变性，即输入的顺序对结果没有影响；并运算的作用是计算计算多个输入查询的并集，然后输出交集对应的查询表示即输入多个实体集合，输出输入实体集合的并集，直接用析取查询的合集来表达即其中
V'
q,i
是算子之前所有的子查询的查询表...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆赟，刘骏楠，傅星珵，李倩，季诚，李建欣，孙佩源，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：