知识计算主要是根据图谱提供的信息得到更多隐含的知识，如通过本体或者规则推理技术可以获取数据中存在的隐含知识；而链接预测则可预测实体间隐含的关系；同时使用社会计算的不同算法在知识网络上计算获取知识图谱上存在的社区，提供知识间关联的路径；通过不一致检测技术发现数据中的噪声和缺陷。通过知识计算知识图谱可以产生大量的智能应用如可以提供精确的用户画像为精准营销系统提供潜在的客户；提供领域知识给专家系统提供决策数据，给律师、医生、公司 CEO 等提供辅助决策的意见；提供更智能的检索方式，使用户可以通过自然语言进行搜索；当然知识图谱也是问答必不可少的重要组建。

图1

从上图可以看出，知识图谱涉及到的技术非常多，每一项技术都需要专门去研究，而且已经有很多研究成果。由于篇幅的限制，本文重点介绍知识图谱构建和知识计算的几个核心技术。

　　1.2 实体关系识别技术

最初实体关系识别任务在 1998 年 MUC（Message Understanding Conference）中以 MUC-7 任务被引入，目的是通过填充关系模板槽的方式抽去文本中特定的关系。1998 后，在 ACE（Automatic Content Extraction）中被定义为关系检测和识别的任务；2009 年 ACE 并入 TAC (Text Analysis Conference)，关系抽取被并入到 KBP（knowledgeBase Population）领域的槽填充任务。从关系任务定义上，分为限定领域（Close Domain）和开放领域（Open IE）；从方法上看，实体关系识别了从流水线识别方法逐渐过渡到端到端的识别方法。

基于统计学的方法将从文本中识别实体间关系的问题转化为分类问题。基于统计学的方法在实体关系识别时需要加入实体关系上下文信息确定实体间的关系，然而基于监督的方法依赖大量的标注数据，因此半监督或者无监督的方法受到了更多关注。

（1）监督学习：Zhou[13] 在 Kambhatla 的基础上加入了基本词组块信息和 WordNet，使用 SVM 作为分类器，在实体关系识别的准确率达到了 55.5%，实验表明实体类别信息的特征有助于提高关系抽取性能； Zelenko[14] 等人使用浅层句法分析树上最小公共子树来表达关系实例，计算两颗子树之间的核函数，通过训练例如 SVM 模型的分类器来对实例进行分。但基于核函数的方法的问题是召回率普遍较低，这是由于相似度计算过程匹配约束比较严格，因此在后续研究对基于核函数改进中，大部分是围绕改进召回率。但随着时间的推移，语料的增多、深度学习在图像和语音领域获得成功，信息抽取逐渐转向了基于神经模型的研究，相关的语料被提出作为测试标准，如 SemEval-2010 task 8[15]。基于神经网络方法的研究有，Hashimoto[16] 等人利用 Word Embedding 方法从标注语料中学习特定的名词对的上下文特征，然后将该特征加入到神经网络分类器中，在 SemEval-2010 task 8 上取得了 F1 值 82.8% 的效果。基于神经网络模型显著的特点是不需要加入太多的特征，一般可用的特征有词向量、位置等，因此有人提出利用基于联合抽取模型，这种模型可以同时抽取实体和其之间的关系。联合抽取模型的优点是可以避免流水线模型存在的错误累积[17-22]。其中比较有代表性的工作是[20]，该方法通过提出全新的全局特征作为算法的软约束，进而同时提高关系抽取和实体抽取的准确率，该方法在 ACE 语料上比传统的流水线方法 F1 提高了 1.5%，；另一项工作是 [22]，利用双层的 LSTM-RNN 模型训练分类模型，第一层 LSTM 输入的是词向量、位置特征和词性来识别实体的类型。训练得到的 LSTM 中隐藏层的分布式表达和实体的分类标签信息作为第二层 RNN 模型的输入，第二层的输入实体之间的依存路径，第二层训练对关系的分类，通过神经网络同时优化 LSTM 和 RNN 的模型参数，实验与另一个采用神经网络的联合抽取模型[21]相比在关系分类上有一定的提升。但无论是流水线方法还是联合抽取方法，都属于有监督学习，因此需要大量的训练语料，尤其是对基于神经网络的方法，需要大量的语料进行模型训练，因此这些方法都不适用于构建大规模的 Knowledge Base。

（2）半（弱）监督学习：半监督学习主要是利用少量的标注信息进行学习，这方面的工作主要是基于 Bootstrap 的方法。基于 Bootstrap 的方法主要是利用少量的实例作为初始种子的集合，然后利用 pattern 学习方法进行学习，通过不断的迭代，从非结构化数据中抽取实例，然后从新学到的实例中学习新的 pattern 并扩种 pattern 集合。Brin[23]等人通过少量的实例学习种子模板，从网络上大量非结构化文本中抽取新的实例，同时学习新的抽取模板，其主要贡献是构建了 DIPRE 系统；Agichtein[24]在 Brin 的基础上对新抽取的实例进行可信度的评分和完善关系描述的模式，设计实现了 Snowball 抽取系统；此后的一些系统都沿着 Bootstrap 的方法，但会加入更合理的对 pattern 描述、更加合理的限制条件和评分策略，或者基于先前系统抽取结果上构建大规模 pattern；如 NELL（Never-EndingLanguage Learner）系统[25-26]，NELL 初始化一个本体和种子 pattern，从大规模的 Web 文本中学习，通过对学习到的内容进行打分来提高准确率，目前已经获得了 280 万个事实。