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JP6854486B2 - Judgment device, judgment method, and program - Google Patents
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Description

本発明は、判定装置、判定方法、およびプログラムに関し、特に、ナレッジグラフの事実予測の計算速度を向上させるための判定装置、判定方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a determination device, a determination method, and a program, and more particularly to a determination device, a determination method, and a program for improving the calculation speed of fact prediction of the Knowledge Graph.

ナレッジグラフG=(E,F)とは、知識をエンティティ間の関係で記述し、ラベル付き有向グラフで知識の集合を表したものである。図5にナレッジグラフの例を示す。エンティティはノード、関係は辺のラベルに相当し、辺はエンティティs、oとその関係rの三つ組[s;r;o]とし、事実(Fact)とも呼ばれる。ナレッジグラフGにおけるFは事実[s;r;o]の集合であり、Eはエンティティe(任意のエンティティeはsにもoにも成りうる)の集合とする。 The knowledge graph G = (E, F) describes knowledge in relation to each other and represents a set of knowledge in a labeled directed graph. FIG. 5 shows an example of the Knowledge Graph. An entity corresponds to a node, a relationship corresponds to a label of an edge, and an edge is a triplet [s; r; o] of an entity s, o and its relationship r, and is also called a fact. In Knowledge Graph G, F is a set of facts [s; r; o], and E is a set of entities e (any entity e can be either s or o).

ナレッジグラフ上での関係予測とは、事実の有無を自動予測することである。一般に、ナレッジグラフでは全ての必要な事実が登録されている訳ではなく、例えば、図5の点線に示した事実のように必要な事実が欠落している事がある。このような事実の欠落を何らかのスコア関数に基づいて自動的に補完することは、ナレッジグラフの構築や情報検索システムにおいて重要な技術となる。 Relationship prediction on the Knowledge Graph is automatic prediction of the existence of facts. In general, not all necessary facts are registered in the Knowledge Graph, and necessary facts may be missing, for example, the facts shown by the dotted line in FIG. Automatically compensating for such lack of facts based on some score function is an important technique in the construction of knowledge graphs and information retrieval systems.

高精度かつ高速な関係予測モデルを設計する事は重要な課題であるが、非特許文献1ではニューラルテンソルネットワーク(NTNs;Neural Tensor Networks)と呼ばれるモデルが提案されている。このモデルは事実[s;r;o]に対して、下記式(1)のような数式でスコアをモデル化する。 Designing a highly accurate and high-speed relationship prediction model is an important issue, but Non-Patent Document 1 proposes a model called a neural tensor network (NTNs). This model models the score for the fact [s; r; o] by a mathematical formula such as the following equation (1).

Figure 0006854486
Figure 0006854486

ある未知の事実[s;r;o]が与えられたとき、式(1)のスコアが高ければ、正しい事実であり、逆に低ければ間違った事実と判定できる。 Given a certain unknown fact [s; r; o], if the score of the equation (1) is high, it can be determined to be a correct fact, and conversely, if it is low, it can be determined to be an incorrect fact.

式(1)において、

Figure 0006854486

は、関係rに対するn次元のベクトル、
Figure 0006854486

は、関係rに対する3次テンソル、
Figure 0006854486

は、関係rに対する行列、
Figure 0006854486

は、エンティティs、oに対するd次元ベクトル、
Figure 0006854486

は、シグモイド関数やtanh関数のような非線形関数である。 In equation (1)
Figure 0006854486

Is an n-dimensional vector for the relationship r,
Figure 0006854486

Is a cubic tensor for the relationship r,
Figure 0006854486

Is the matrix for the relation r,
Figure 0006854486

Is a d-dimensional vector for entities s, o,
Figure 0006854486

Is a non-linear function such as a sigmoid function or a tanh function.

また、次元数d、nは、任意に与えられるものである。一般的に、関係の数やエンティティの数より小さい次元数が設定される。 Further, the dimension numbers d and n are arbitrarily given. Generally, a number of dimensions smaller than the number of relationships and entities is set.

NTNsでは、ナレッジグラフGを入力として受け取り、上記のベクトル、行列やテンソル(まとめてモデルパラメータ

Figure 0006854486

と表記する)を、下記式(2)で最適となるように学習する。 In NTNs, Knowledge Graph G is received as input, and the above vectors, matrices and tensors (collectively model parameters)
Figure 0006854486

(Indicated as) is learned so as to be optimal by the following equation (2).

Figure 0006854486
Figure 0006854486

ここで、

Figure 0006854486

は、負例事実の集合である。 here,
Figure 0006854486

Is a set of negative facts.

式(2)は、マージン最大学習と呼ばれる学習基準であり、正しい事実[s;r;o]と負例事実[s´;r´;o´]のスコア差ができるだけ大きくなるように、モデルパラメータ

Figure 0006854486

を設定する。この学習には、例えば、確率的勾配降下法(非特許文献1)が用いられる。 Equation (2) is a learning standard called margin maximum learning, and is a model so that the score difference between the correct fact [s; r; o] and the negative fact [s';r';o'] is as large as possible. Parameters
Figure 0006854486

To set. For this learning, for example, a stochastic gradient descent method (Non-Patent Document 1) is used.

"Reasoning with Neural Tensor Networks for Knowledge Base Completion", Richard Socher, Danqi Chen, Christopher D.Manning, Andrew Y.Ng, Proceedings of the NIPS, 2013."Reasoning with Neural Tensor Networks for Knowledge Base Completion", Richard Socher, Danqi Chen, Christopher D. Manning, Andrew Y.Ng, Proceedings of the NIPS, 2013.

上記のNTNsモデルでは、

Figure 0006854486

のテンソル部分に、
Figure 0006854486

の空間使用量を必要とする。また、そのスコア計算にも、
Figure 0006854486

を必要とする。そのため、NTNsは、次元数d、nが増大すると、空間使用量も増大し、計算速度が低下するという問題が指摘されている。 In the above NTNs model,
Figure 0006854486

In the tensor part of
Figure 0006854486

Requires space usage. Also, for the score calculation
Figure 0006854486

Need. Therefore, it has been pointed out that NTNs have a problem that when the number of dimensions d and n increases, the amount of space used also increases and the calculation speed decreases.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、次数の多いナレッジグラフにおいても、未知の事実が正しいか誤っているかを高精度かつ高速に判定することができる判定装置、判定方法、およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a determination device, a determination method, and a determination method capable of determining whether an unknown fact is correct or incorrect even in a knowledge graph having a large order with high accuracy and high speed. And the purpose of providing the program.

本発明に係る判定装置は、エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する判定装置であって、判定対象の事実の入力を受け付ける入力部と、前記ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、前記関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを用いて、入力された前記事実が、前記ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する判定部と、を備えて構成される。 The determination device according to the present invention is a determination device that determines whether or not the facts of the knowledge graph, which is a labeled directed graph describing a plurality of facts representing the relationships between entities, are correct, and inputs the facts to be determined. A neural network model for calculating the input unit to be accepted and the score used for determining whether or not the knowledge graph is correct as a fact, and each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is a real symmetric matrix. Alternatively, it is configured to include a determination unit for determining whether or not the input fact is correct as the fact of the knowledge graph by using a neural network model as a real normal matrix.

また、本発明に係る判定方法は、エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する判定方法であって、入力部が、判定対象の事実の入力を受け付けるステップと、判定部が、前記ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、前記関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを用いて、入力された前記事実が、前記ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定するステップと、を含む。 Further, the determination method according to the present invention is a determination method for determining whether or not the facts of the knowledge graph, which is a labeled directed graph describing a plurality of facts representing the relationships between entities, are correct, and the input unit determines. A neural network model for calculating a score used for determining whether or not the facts of the target are input and whether or not the determination unit is correct as the facts of the knowledge graph, and the third-order tensor corresponding to the relationship is used. It includes a step of determining whether or not the input fact is correct as the fact of the knowledge graph by using a neural network model in which each included matrix is a real symmetric matrix or a real normal matrix.

本発明に係る判定装置及び判定方法によれば、入力部が、判定対象の事実の入力を受け付け、判定部が、ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを用いて、入力された事実が、当該ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する。 According to the determination device and the determination method according to the present invention, the input unit receives the input of the fact to be determined, and the determination unit calculates the score used for determining whether or not the fact is correct in the knowledge graph. Is the input fact correct as the fact of the knowledge graph in the network model using the neural network model in which each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is a real symmetric matrix or a real normal matrix? Judge whether or not.

このように、ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを用いて、入力された事実が、当該ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定することにより、次数の多いナレッジグラフにおいても、未知の事実が正しいか誤っているかを高精度かつ高速に判定することができる。 In this way, it is a neural network model for calculating the score used for determining whether or not the facts of the knowledge graph are correct, and each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is set to a real symmetric matrix or a real normal. By determining whether the input facts are correct as the facts of the knowledge graph using a neural network model as a matrix, it is possible to determine whether the unknown facts are correct or incorrect even in a knowledge graph having a large order. It can be judged with high accuracy and high speed.

また、本発明に係るニューラルネットワークモデルは、下記の式で表されることができる。 Further, the neural network model according to the present invention can be expressed by the following equation.

Figure 0006854486
Figure 0006854486

ただし、s、oはエンティティであり、rはsとoとの関係であり、

Figure 0006854486

は関係rに対するn次元のベクトルであり、
Figure 0006854486

は関係rに対する行列であり、
Figure 0006854486

はエンティティs、oに対するd次元ベクトルであり、
Figure 0006854486

における
Figure 0006854486

は、実対称行列を直交行列を用いてスペクトル分解することにより得られる対角行列であり、
Figure 0006854486

は非線形関数であり、
Figure 0006854486

は、
Figure 0006854486

を含むモデルパラメータである。 However, s and o are entities, and r is the relationship between s and o.
Figure 0006854486

Is an n-dimensional vector for the relationship r
Figure 0006854486

Is a matrix for the relation r
Figure 0006854486

Is a d-dimensional vector for entities s, o,
Figure 0006854486

In
Figure 0006854486

Is a diagonal matrix obtained by decomposing a real symmetric matrix using an orthogonal matrix.
Figure 0006854486

Is a non-linear function
Figure 0006854486

Is
Figure 0006854486

It is a model parameter including.

また、本発明に係るニューラルネットワークモデルは、下記の式で表されることができる。 Further, the neural network model according to the present invention can be expressed by the following equation.

Figure 0006854486
Figure 0006854486

ただし、s、oはエンティティであり、rはsとoとの関係であり、

Figure 0006854486

は関係rに対するn次元のベクトルであり、
Figure 0006854486

は関係rに対する行列であり、
Figure 0006854486

はエンティティs、oに対する2d次元ベクトルであり、
Figure 0006854486

における
Figure 0006854486

は、実正規行列をユニタリ行列を用いてスペクトル分解することにより得られる複素数を対角成分に持つ対角行列であり、
Figure 0006854486

は非線形関数であり、
Figure 0006854486

は、
Figure 0006854486

を含むモデルパラメータである。 However, s and o are entities, and r is the relationship between s and o.
Figure 0006854486

Is an n-dimensional vector for the relationship r
Figure 0006854486

Is a matrix for the relation r
Figure 0006854486

Is a 2d dimensional vector for entities s, o,
Figure 0006854486

In
Figure 0006854486

Is a diagonal matrix having complex numbers as diagonal components obtained by spectrally decomposing a real normal matrix using a unitary matrix.
Figure 0006854486

Is a non-linear function
Figure 0006854486

Is
Figure 0006854486

It is a model parameter including.

本発明に係るプログラムは、上記の判定装置の各部として機能させるためのプログラムである。 The program according to the present invention is a program for functioning as each part of the above-mentioned determination device.

本発明に係るモデルパラメータ学習装置は、エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの入力を受け付ける入力部と、前記入力部に入力された前記ナレッジグラフに基づいて、負例となる事実を少なくとも1以上含む負例データを生成する負例データ生成部と、判定対象の事実が、前記ナレッジグラフにおける正しい事実であるか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、前記関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを、前記ナレッジグラフと、前記負例データ生成部が生成した前記負例データとを用いて学習するモデル学習部と、を備えて構成される。 The model parameter learning device according to the present invention is based on an input unit that accepts input of a knowledge graph, which is a labeled directed graph that describes a plurality of facts representing relationships between entities, and the knowledge graph input to the input unit. , To calculate a negative case data generation unit that generates negative case data including at least one negative case fact, and a score used for determining whether or not the fact to be determined is a correct fact in the knowledge graph. The knowledge graph and the negative example data generation unit generate a neural network model in which each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is a real symmetric matrix or a real normal matrix. It is configured to include a model learning unit for learning using the above-mentioned negative example data.

また、本発明に係るモデルパラメータ学習方法は、入力部が、エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの入力を受け付けるステップと、負例データ生成部が、前記入力部に入力された前記ナレッジグラフに基づいて、負例となる事実を少なくとも1以上含む負例データを生成するステップと、モデル学習部が、判定対象の事実が、前記ナレッジグラフにおける正しい事実であるか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、前記関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを、前記ナレッジグラフと、前記負例データ生成部が生成した前記負例データとを用いて学習するステップと、を含む。 Further, in the model parameter learning method according to the present invention, the input unit receives input of a knowledge graph which is a labeled directed graph describing a plurality of facts representing relationships between entities, and the negative example data generation unit is described above. Based on the knowledge graph input to the input unit, the step of generating negative example data including at least one negative example fact and the fact that the model learning unit determines are the correct facts in the knowledge graph. A neural network model for calculating a score used for determining whether or not there is a neural network, in which each matrix included in the cubic tensor corresponding to the above relationship is a real symmetric matrix or a real normal matrix. The knowledge graph includes a step of learning using the negative example data generated by the negative example data generation unit.

本発明に係るモデルパラメータ学習装置及びモデルパラメータ学習方法によれば、入力部が、エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの入力を受け付け、負例データ生成部が、入力部に入力されたナレッジグラフに基づいて、負例となる事実を少なくとも1以上含む負例データを生成する。 According to the model parameter learning device and the model parameter learning method according to the present invention, the input unit receives input of a knowledge graph which is a labeled directed graph describing a plurality of facts representing relationships between entities, and a negative example data generation unit. However, based on the knowledge graph input to the input unit, negative example data including at least one fact that is a negative example is generated.

そして、モデル学習部が、判定対象の事実が、ナレッジグラフにおける正しい事実であるか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを、ナレッジグラフと、負例データ生成部が生成した負例データとを用いて学習する。 Then, the model learning unit is a neural network model for calculating a score used for determining whether or not the fact to be determined is a correct fact in the knowledge graph, and is included in the cubic tensor corresponding to the relationship. A neural network model in which each matrix is a real symmetric matrix or a real normal matrix is learned using a knowledge graph and negative example data generated by a negative example data generation unit.

このように、ナレッジグラフにおける正しい事実であるか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを、ナレッジグラフと、負例データ生成部が生成した負例データとを用いて学習することにより、次数の多いナレッジグラフにおいても、未知の事実が正しいか誤っているかを高精度かつ高速に判定するための、モデルパラメータを学習することができる。 In this way, it is a neural network model for calculating the score used for determining whether or not it is a correct fact in the knowledge graph, and each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is a real symmetric matrix or a real. By learning the neural network model as a normal matrix using the knowledge graph and the negative example data generated by the negative example data generator, whether the unknown fact is correct or incorrect even in the knowledge graph with many orders. It is possible to learn model parameters for determining with high accuracy and high speed.

本発明に係る判定装置、判定方法、およびプログラムによれば、次数の多いナレッジグラフにおいても、未知の事実が正しいか誤っているかを高精度かつ高速に判定することができる。 According to the determination device, determination method, and program according to the present invention, it is possible to determine whether an unknown fact is correct or incorrect with high accuracy and high speed even in a knowledge graph having a large order.

本発明の実施の形態に係るモデルパラメータ学習装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the model parameter learning apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るモデルパラメータ学習装置のモデルパラメータ学習処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the model parameter learning processing routine of the model parameter learning apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る判定装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る判定装置の判定処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination processing routine of the determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. ナレッジグラフの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the knowledge graph.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

<本発明の実施の形態に係るモデルパラメータ学習装置の原理>
まず、本発明の実施形態の原理について説明する。
<Principle of model parameter learning device according to the embodiment of the present invention>
First, the principle of the embodiment of the present invention will be described.

本発明の実施形態における成果は、NTNsモデルにおけるテンソル部分の各スライス(行列)

Figure 0006854486

に制限を設けることで、新しいニューラルネットワークモデルを2つ提案し、空間使用量と計算速度の問題を解決したことである。ここでは、2つのモデルを、それぞれニューラルスペクトラルテンソルネットワーク1、2(NSTNs−1,2;Neural Spectral Tensor Networks−1,2)と呼ぶ。 The result in the embodiment of the present invention is each slice (matrix) of the tensor portion in the NTNs model.
Figure 0006854486

By setting a limit on, we proposed two new neural network models and solved the problems of space usage and calculation speed. Here, the two models are referred to as neural spectral tensor networks 1 and 2 (NSTNs-1,2; Natural Spectral Tensor Networks-1,2), respectively.

<<NSTNs−1モデル>>
NSTNs−1モデルでは、式(1)におけるテンソル部分の各行列(スライス)を実対称行列に制限する。実対称行列はスペクトル分解により直交行列

Figure 0006854486

を使って、下記式(3)として対角化できることが知られている。 << NSTNs-1 model >>
In the NSTNs-1 model, each matrix (slice) of the tensor part in the equation (1) is limited to a real symmetric matrix. Real symmetric matrix is orthogonal matrix by spectral decomposition
Figure 0006854486

It is known that can be diagonalized as the following equation (3) using.

Figure 0006854486
Figure 0006854486

式(3)から、式(1)の

Figure 0006854486

に対して、テンソル部分の各スライスを下記式(4)として変形することできる。 From equation (3) to equation (1)
Figure 0006854486

On the other hand, each slice of the tensor portion can be transformed by the following equation (4).

Figure 0006854486
Figure 0006854486

式(4)として変形することで、テンソル

Figure 0006854486

の空間使用量を、
Figure 0006854486

とすることができる。 By transforming as equation (4), the tensor
Figure 0006854486

Space usage of
Figure 0006854486

Can be.

すなわち、各スライス

Figure 0006854486

が対角成分のみから成るため、実際は
Figure 0006854486

の空間使用量に制限することができる。そのため、NTNsの空間使用量、計算速度の問題を緩和することができる。 That is, each slice
Figure 0006854486

Is actually composed of only diagonal components
Figure 0006854486

Can be limited to the amount of space used. Therefore, the problems of the space usage of NTNs and the calculation speed can be alleviated.

NSTNs−1モデルの式は、下記式(5)のように表すことができる。 The formula of the NSTNs-1 model can be expressed as the following formula (5).

Figure 0006854486
Figure 0006854486

式(5)において、

Figure 0006854486

は、関係rに対するn次元のベクトル、
Figure 0006854486

は、関係rに対する3次テンソル(ただし、
Figure 0006854486

に対して
Figure 0006854486

は対角行列)、
Figure 0006854486

は、関係rに対する行列、
Figure 0006854486

は、エンティティs、oに対するd次元ベクトル、
Figure 0006854486

は、シグモイド関数やtanh関数のような非線形関数とする。 In equation (5)
Figure 0006854486

Is an n-dimensional vector for the relationship r,
Figure 0006854486

Is a cubic tensor for the relation r (provided
Figure 0006854486

Against
Figure 0006854486

Is a diagonal matrix),
Figure 0006854486

Is the matrix for the relation r,
Figure 0006854486

Is a d-dimensional vector for entities s, o,
Figure 0006854486

Is a non-linear function such as a sigmoid function or a tanh function.

また、ベクトル

Figure 0006854486

、及び、行列
Figure 0006854486

のパラメータをまとめて、モデルパラメータ
Figure 0006854486

とする。 Also vector
Figure 0006854486

, And the matrix
Figure 0006854486

The parameters of the model are summarized.
Figure 0006854486

And.

<<NSTNs−2モデル>>
2つ目のモデルでは、式(1)におけるテンソル部分の各行列を実正規行列に制限する。実正規行列は実対称行列よりも制限を緩めたクラスの行列であり、非対称な関係も扱うことができる。また、実対称行列もスペクトル分解によりユニタリ行列

Figure 0006854486

を使って、下記式(6)として対角化できることが知られている。 << NSTNs-2 model >>
In the second model, each matrix of the tensor part in the equation (1) is limited to a real normal matrix. A real normal matrix is a class matrix with less restrictions than a real symmetric matrix, and can handle asymmetric relationships. In addition, the real symmetric matrix is also a unitary matrix by spectral decomposition.
Figure 0006854486

It is known that can be diagonalized as the following equation (6) using.

Figure 0006854486
Figure 0006854486

ここで、

Figure 0006854486

は、ユニタリ行列、
Figure 0006854486

は、複素数を対角成分に持つ対角行列とする。 here,
Figure 0006854486

Is a unitary matrix,
Figure 0006854486

Is a diagonal matrix having complex numbers as diagonal components.

ここで、対角行列

Figure 0006854486

と、非線形関数
Figure 0006854486

とは、同一の記号(γ)を一部に用いて表されているが、異なるものである。 Here, the diagonal matrix
Figure 0006854486

And the nonlinear function
Figure 0006854486

Is expressed using the same symbol (γ) in part, but is different.

なお、

Figure 0006854486

は、複素数の実部だけをとる操作であるとする。 In addition, it should be noted.
Figure 0006854486

Is an operation that takes only the real part of a complex number.

また、複素数の行列を実数の行列に変換する操作として

Figure 0006854486

及び、
Figure 0006854486

を用いることができる。これにより、式(1)の
Figure 0006854486

に対して、テンソル部分の各スライスを下記式(7)として変形することで、テンソル
Figure 0006854486

の空間使用量を
Figure 0006854486

とすることができる。 Also, as an operation to convert a complex matrix to a real matrix
Figure 0006854486

as well as,
Figure 0006854486

Can be used. As a result, the formula (1)
Figure 0006854486

On the other hand, by transforming each slice of the tensor part as the following equation (7), the tensor
Figure 0006854486

Space usage
Figure 0006854486

Can be.

Figure 0006854486
Figure 0006854486

このモデルでも、NSTNs−1モデルと同様に、NTNsの空間使用量、計算速度の問題を緩和することができる。一方で、NSTNs−1モデルよりも表現力が高く、ナレッジグラフに現れる非対称な関係のモデル化にも向いている。NSTNs−1モデルは、テンソル部分において対称な関係のみを考慮しているためである。 Similar to the NSTNs-1 model, this model can alleviate the problems of space usage and calculation speed of NTNs. On the other hand, it is more expressive than the NSTNs-1 model and is suitable for modeling asymmetric relationships that appear in the Knowledge Graph. This is because the NSTNs-1 model considers only symmetric relationships in the tensor portion.

最終的に、NSTNs−2モデルの式は、下記式(8)のように表すことができる。 Finally, the equation of the NSTNs-2 model can be expressed as the following equation (8).

Figure 0006854486
Figure 0006854486

式(8)において、

Figure 0006854486

は、関係rに対するn次元のベクトル、
Figure 0006854486

は、関係rに対する3次テンソル(ただし、
Figure 0006854486

に対して、
Figure 0006854486

は、2×2ブロック対角行列)、
Figure 0006854486

は、関係rに対する行列、
Figure 0006854486

は、エンティティs、oに対する2d次元ベクトル、
Figure 0006854486

は、シグモイド関数やtanh関数のような非線形関数とする。 In equation (8)
Figure 0006854486

Is an n-dimensional vector for the relationship r,
Figure 0006854486

Is a cubic tensor for the relation r (provided
Figure 0006854486

Against
Figure 0006854486

Is a 2x2 block diagonal matrix),
Figure 0006854486

Is the matrix for the relation r,
Figure 0006854486

Is a 2d vector for entities, o,
Figure 0006854486

Is a non-linear function such as a sigmoid function or a tanh function.

また、ベクトル

Figure 0006854486

、及び、行列
Figure 0006854486

のパラメータをまとめて、モデルパラメータ
Figure 0006854486

とする。 Also vector
Figure 0006854486

, And the matrix
Figure 0006854486

The parameters of the model are summarized.
Figure 0006854486

And.

<<モデルパラメータの学習>> << Learning model parameters >>

下記式(9)に従って、NSTNs−1及び2のモデルパラメータ

Figure 0006854486

を最適化して学習する。 Model parameters of NSTNs-1 and 2 according to the following equation (9)
Figure 0006854486

Optimize and learn.

Figure 0006854486
Figure 0006854486

ここで、

Figure 0006854486

は、L1正則化項であり、モデルパラメータの値を0に近づける効果を持ち、オーバーフィッティングの問題を回避できる(参考文献1)。 here,
Figure 0006854486

Is an L1 regularization term, which has the effect of bringing the value of the model parameter close to 0, and can avoid the problem of overfitting (Reference 1).

[参考文献1]
"Regression Shrinkage and Selection via the Lasso", Tibshirani Robert, Journal of the Royal Statistical Society, Series B(Methodological),267-288, 1996.
[Reference 1]
"Regression Shrinkage and Selection via the Lasso", Tibshirani Robert, Journal of the Royal Statistical Society, Series B (Methodological), 267-288, 1996.

モデルパラメータ

Figure 0006854486

は、関係やエンティティなど複数種類のベクトル、行列パラメータを持つが、個々にL1正則化を書くと冗長となるため、まとめて
Figure 0006854486

として記述している。上記の式(9)の最適化には、例えば、確率的勾配降下法(非特許文献1)を用いることができる。 Model parameters
Figure 0006854486

Has multiple types of vector and matrix parameters such as relationships and entities, but if you write L1 regularization individually, it will be redundant, so all together.
Figure 0006854486

It is described as. For the optimization of the above equation (9), for example, a stochastic gradient descent method (Non-Patent Document 1) can be used.

<<モデルパラメータの利用>> << Use of model parameters >>

式(9)によって学習されたモデルパラメータを用いて、入力された事実Fに対するNSTNs−1モデル(式(5))、または、NSTNs−2モデル(式(8))のスコアを計算して、計算したスコアに基づいて事実の有無を予測する。例えば、予め定めた閾値を超えているか等に基づいて、事実の有無を判断する。 Using the model parameters learned by Eq. (9), the score of the NSTNs-1 model (Equation (5)) or NSTNs-2 model (Equation (8)) for the input fact F is calculated. Predict the presence or absence of facts based on the calculated score. For example, the presence or absence of facts is determined based on whether or not a predetermined threshold value is exceeded.

式(1)は、スコア計算において、

Figure 0006854486

を必要としたが、式(5)では、上記の通り空間使用量が、
Figure 0006854486

であるため、式(5)におけるスコア計算も
Figure 0006854486

に抑えることができる。 Equation (1) is used in score calculation.
Figure 0006854486

However, in equation (5), the amount of space used is as described above.
Figure 0006854486

Therefore, the score calculation in the formula (5) is also
Figure 0006854486

Can be suppressed to.

また、式(1)における

Figure 0006854486

と同様に、これを式(4)において変形した
Figure 0006854486

もd次元ベクトルであるため、この点においてスコア計算の速度に変化はない。
よって、式(5)では、式(1)に比してスコア計算の高速化を実現することができることがわかる。同様に、式(8)も式(1)に比してスコア計算の高速化を実現することができる。 Also, in equation (1)
Figure 0006854486

Similarly, this was modified in equation (4).
Figure 0006854486

Is also a d-dimensional vector, so there is no change in the speed of score calculation at this point.
Therefore, it can be seen that the equation (5) can realize a higher speed of score calculation than the equation (1). Similarly, the equation (8) can realize a higher speed of score calculation than the equation (1).

したがって、NSTNsを用いることにより、未知の事実が正しいか誤っているかをNTNsよりも高精度かつ高速に判定できる。結果として、ナレッジグラフの構築(新しい事実の追加)や情報検索の高精度化につながる。 Therefore, by using NSTNs, it is possible to determine whether an unknown fact is correct or incorrect with higher accuracy and higher speed than NTNs. As a result, it leads to the construction of a knowledge graph (addition of new facts) and the improvement of the accuracy of information retrieval.

<本発明の実施の形態に係るモデルパラメータ学習装置の構成>
図1を参照して、本発明の実施の形態に係るモデルパラメータ学習装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るモデルパラメータ学習装置の構成を示すブロック図である。
<Structure of model parameter learning device according to the embodiment of the present invention>
The configuration of the model parameter learning device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a model parameter learning device according to an embodiment of the present invention.

モデルパラメータ学習装置10は、CPUと、RAMと、後述する行動選択学習処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したROMとを備えたコンピュータで構成され、機能的には次に示すように構成されている。 The model parameter learning device 10 is composed of a computer including a CPU, a RAM, and a ROM that stores a program for executing an action selection learning processing routine described later, and is functionally configured as shown below. ing.

図1に示すように、本実施形態に係るモデルパラメータ学習装置10は、入力部100と、演算部200と、出力部300とを備えて構成される。 As shown in FIG. 1, the model parameter learning device 10 according to the present embodiment includes an input unit 100, a calculation unit 200, and an output unit 300.

入力部100は、エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの入力を受け付ける。 The input unit 100 accepts input of a knowledge graph which is a labeled directed graph describing a plurality of facts representing relationships between entities.

具体的には、入力部100は、入力されたナレッジグラフG=(E,F)を受け付ける。 Specifically, the input unit 100 receives the input knowledge graph G = (E, F).

そして、入力部100は、入力されたナレッジグラフGを、負例データ生成部210に渡し、入力されたモデルをモデル選択部220に渡す。 Then, the input unit 100 passes the input knowledge graph G to the negative example data generation unit 210, and passes the input model to the model selection unit 220.

演算部200は、判定対象の事実が、ナレッジグラフにおける正しい事実であるか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを、ナレッジグラフが記述する複数の事実と、負例データとを用いて学習する。 The calculation unit 200 is a neural network model for calculating a score used for determining whether or not the fact to be determined is a correct fact in the Knowledge Graph, and each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship. Is learned as a real symmetric matrix or a real normal matrix using a plurality of facts described by the knowledge graph and negative example data.

具体的には、演算部200は、負例データ生成部210と、モデル選択部220と、モデル学習部230とを備えて構成される。 Specifically, the calculation unit 200 includes a negative example data generation unit 210, a model selection unit 220, and a model learning unit 230.

負例データ生成部210は、入力部100に入力されたナレッジグラフに基づいて、負例となる事実を少なくとも1以上含む負例データを生成する。 The negative example data generation unit 210 generates negative example data including at least one fact that is a negative example based on the knowledge graph input to the input unit 100.

具体的には、負例データ生成部210は、入力されたナレッジグラフGの集合Fに含まれる全ての事実

Figure 0006854486

、及び、任意のエンティティ
Figure 0006854486

に対して、[e,r,o]、及び、[s,r,e]の事実を生成し、サンプリングしたものを負例事実の集合
Figure 0006854486

に追加する。負例の定義、及び負例の生成方法は、任意の方法を採用することができ、例えば、非特許文献1の負例サンプリング法を用いることができる。 Specifically, the negative example data generation unit 210 includes all the facts included in the set F of the input knowledge graph G.
Figure 0006854486

, And any entity
Figure 0006854486

On the other hand, the facts of [e, r, o] and [s, r, e] are generated, and the sampled one is a set of negative facts.
Figure 0006854486

Add to. Any method can be adopted as the definition of the negative example and the method of generating the negative example, and for example, the negative example sampling method of Non-Patent Document 1 can be used.

モデル選択部220は、ユーザの選択を受け付けて、モデル学習部230で用いる関数として、判定対象の事実が、ナレッジグラフにおける正しい事実であるか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを選択する。 The model selection unit 220 accepts the user's selection and, as a function used in the model learning unit 230, is a neural network for calculating a score used for determining whether or not the fact to be determined is a correct fact in the knowledge graph. A neural network model is selected in which each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is a real symmetric matrix or a real normal matrix.

具体的には、モデル選択部220は、モデル学習部230で用いる関数

Figure 0006854486

として、上記式(5)(NSTNs−1モデル)、及び式(8)(NSTNs−2モデル)の何れかを、選択する。例えば、モデル選択部220は、入力部100に入力されたユーザの選択に応じて、学習するモデルを選択する。 Specifically, the model selection unit 220 is a function used in the model learning unit 230.
Figure 0006854486

As the above formula (5) (NSTNs-1 model) and formula (8) (NSTNs-2 model) are selected. For example, the model selection unit 220 selects a model to be learned according to the user's selection input to the input unit 100.

また、モデル選択部220は、式(1)のNTNsモデルを選択できるように構成してもよい。 Further, the model selection unit 220 may be configured so that the NTNs model of the formula (1) can be selected.

そして、モデル選択部220は、選択したモデルを、モデル学習部230に渡す。 Then, the model selection unit 220 passes the selected model to the model learning unit 230.

モデル学習部230は、モデル選択部220により選択されたニューラルネットワークモデルを、ナレッジグラフが記述する複数の事実と、負例データ生成部210が生成した負例データとを用いて学習する。 The model learning unit 230 learns the neural network model selected by the model selection unit 220 using a plurality of facts described by the knowledge graph and the negative example data generated by the negative example data generation unit 210.

具体的には、まず、モデル学習部230は、モデルパラメータ

Figure 0006854486

の各パラメータを、モデル選択部220により取得したNSTNsモデルに応じて初期化する等の必要な処理を行う。 Specifically, first, the model learning unit 230 has model parameters.
Figure 0006854486

Perform necessary processing such as initializing each parameter of the above according to the NSTNs model acquired by the model selection unit 220.

次に、モデル学習部230は、式(9)に従って、モデル選択部220により選択されたNSTNsモデル(NSTNs−1モデル、又はNSTNs−2モデル)のモデルパラメータ

Figure 0006854486

を最適化して学習する。最適化には、例えば、確率的勾配降下法(非特許文献1)を用いることができる。 Next, the model learning unit 230 uses the model parameters of the NSTNs model (NSTNs-1 model or NSTNs-2 model) selected by the model selection unit 220 according to the equation (9).
Figure 0006854486

Optimize and learn. For optimization, for example, a stochastic gradient descent method (Non-Patent Document 1) can be used.

また、式(1)(NTNsモデル)が選択された場合、式(2)及び式(9)のいずれの式に従って、モデルパラメータ

Figure 0006854486

を最適化して学習してもよい。ここで、式(1)のモデルパラメータ
Figure 0006854486

を式(9)にしたがって最適化して学習した場合には、L1正則化項を用いるため、オーバーフィッティングの問題を回避することが可能である。 When the equation (1) (NTNs model) is selected, the model parameters are according to any of the equations (2) and (9).
Figure 0006854486

May be optimized and learned. Here, the model parameter of the equation (1)
Figure 0006854486

When is learned by optimizing according to the equation (9), the problem of overfitting can be avoided because the L1 regularization term is used.

そして、モデル学習部230は、選択されたモデルと、学習したモデルパラメータ

Figure 0006854486

とを、出力部300に渡す。 Then, the model learning unit 230 uses the selected model and the learned model parameters.
Figure 0006854486

Is passed to the output unit 300.

出力部300は、モデル学習部230で学習されたモデルパラメータ

Figure 0006854486

を出力する。 The output unit 300 is a model parameter learned by the model learning unit 230.
Figure 0006854486

Is output.

<本発明の実施の形態に係るモデルパラメータ学習装置の作用>
図2は、本発明の実施の形態に係るモデルパラメータ学習処理ルーチンを示すフローチャートである。
<Operation of model parameter learning device according to the embodiment of the present invention>
FIG. 2 is a flowchart showing a model parameter learning processing routine according to the embodiment of the present invention.

入力部100にナレッジグラフが入力されると、モデルパラメータ学習装置10において、図2に示すモデルパラメータ学習処理ルーチンが実行される。 When the knowledge graph is input to the input unit 100, the model parameter learning device 10 executes the model parameter learning processing routine shown in FIG.

まず、ステップS100において、入力部100は、エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの入力を受け付ける。 First, in step S100, the input unit 100 accepts input of a knowledge graph which is a labeled directed graph describing a plurality of facts representing relationships between entities.

ステップS110において、負例データ生成部210は、上記ステップS100で入力されたナレッジグラフに基づいて、負例となる事実を少なくとも1以上含む負例データを生成する。 In step S110, the negative example data generation unit 210 generates negative example data including at least one fact that is a negative example based on the knowledge graph input in step S100.

ステップS120において、モデル選択部220は、ユーザの選択を受け付けて、モデル学習部230で用いる関数として、判定対象の事実が、ナレッジグラフにおける正しい事実であるか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを選択する。 In step S120, the model selection unit 220 accepts the user's selection and calculates a score used for determining whether or not the fact to be determined is a correct fact in the knowledge graph as a function used by the model learning unit 230. For this purpose, a neural network model is selected in which each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is a real symmetric matrix or a real normal matrix.

ステップS130において、モデル学習部230は、上記ステップS120において選択されたニューラルネットワークモデルのモデルパラメータの各パラメータを初期化する。 In step S130, the model learning unit 230 initializes each parameter of the model parameter of the neural network model selected in step S120.

ステップS140において、上記ステップS120で選択されたニューラルネットワークモデルを、ナレッジグラフが記述する複数の事実と、上記ステップS110において負例データ生成部210が生成した負例データとを用いて学習する。 In step S140, the neural network model selected in step S120 is learned using the plurality of facts described by the knowledge graph and the negative example data generated by the negative example data generation unit 210 in step S110.

ステップS150において、上記ステップS140で学習されたモデルパラメータを出力する。 In step S150, the model parameters learned in step S140 are output.

以上説明したように、本実施形態に係るモデルパラメータ学習装置によれば、ナレッジグラフにおける正しい事実であるか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを、ナレッジグラフと、負例データ生成部が生成した負例データとを用いて学習するため、次数の多いナレッジグラフにおいても、未知の事実が正しいか誤っているかを高精度かつ高速に判定するための、モデルパラメータを学習することができる。 As described above, according to the model parameter learning device according to the present embodiment, it is a neural network model for calculating a score used for determining whether or not it is a correct fact in a knowledge graph, and corresponds to a relationship. Since a neural network model in which each matrix included in the cubic tensor is a real symmetric matrix or a real normal matrix is learned using a knowledge graph and negative example data generated by the negative example data generator, the order is large. Also in the knowledge graph, it is possible to learn model parameters for determining whether an unknown fact is correct or incorrect with high accuracy and at high speed.

<本発明の実施の形態に係る判定装置の構成>
図3を参照して、本発明の実施の形態に係る判定装置の構成について説明する。図3は、本発明の実施の形態に係る判定装置の構成を示すブロック図である。
<Structure of the determination device according to the embodiment of the present invention>
The configuration of the determination device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a determination device according to an embodiment of the present invention.

判定装置20は、CPUと、RAMと、後述する判定処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したROMとを備えたコンピュータで構成され、機能的には次に示すように構成されている。 The determination device 20 is composed of a computer including a CPU, a RAM, and a ROM that stores a program for executing a determination processing routine described later, and is functionally configured as shown below.

図3に示すように、本実施形態に係る判定装置20は、入力部400と、演算部500と、出力部600とを備えて構成される。 As shown in FIG. 3, the determination device 20 according to the present embodiment includes an input unit 400, a calculation unit 500, and an output unit 600.

入力部400は、ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定対象となる事実の入力を受け付ける。 The input unit 400 accepts the input of facts to be determined as to whether or not the facts of the Knowledge Graph are correct.

具体的には、入力部400は、ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定対象となる事実(s,r,o)を受け付ける。 Specifically, the input unit 400 accepts facts (s, r, o) to be determined as to whether or not the facts of the Knowledge Graph are correct.

そして、入力部400は、入力された事実(s,r,o)を、判定部510に渡す。 Then, the input unit 400 passes the input facts (s, r, o) to the determination unit 510.

演算部500は、入力された事実が、ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する。 The calculation unit 500 determines whether or not the input facts are correct as the facts of the Knowledge Graph.

具体的には、演算部500は、判定部510と、モデル記憶部520とを備えて構成される。 Specifically, the calculation unit 500 includes a determination unit 510 and a model storage unit 520.

判定部510は、ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、前記関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを用いて、入力された事実が、ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する。 The determination unit 510 is a neural network model for calculating a score used for determining whether or not the knowledge graph is correct as a fact, and each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is a real symmetric matrix or a real symmetric matrix. Using a neural network model as a real normal matrix, it is determined whether or not the input fact is correct as a knowledge graph fact.

具体的には、まず、判定部510は、モデル記憶部520から、モデルパラメータ学習装置10によって学習されたニューラルネットワークモデル

Figure 0006854486

を取得する。ここで、判定に用いるニューラルネットワークモデルとして、NTNsモデル(式(1))、NSTNs−1モデル(式(5))、又はNSTNs−2モデル(式(8)))のうち、モデルパラメータ学習装置10によって学習済みのモデルを取得する。学習済みのモデルが複数ある場合には、任意に選択できるように構成されてもよい。 Specifically, first, the determination unit 510 is a neural network model learned by the model parameter learning device 10 from the model storage unit 520.
Figure 0006854486

To get. Here, as the neural network model used for the determination, among the NTNs model (Equation (1)), NSTNs-1 model (Equation (5)), or NSTNs-2 model (Equation (8)), the model parameter learning device Acquire the trained model by 10. When there are a plurality of trained models, they may be configured so that they can be arbitrarily selected.

次に、判定部510は、入力された事実(s,r,o)について、取得したニューラルネットワークモデル

Figure 0006854486

を用いて、スコアを算出する。 Next, the determination unit 510 acquires the acquired neural network model for the input facts (s, r, o).
Figure 0006854486

Is used to calculate the score.

そして、判定部510は、算出したスコアが予め定めた閾値以上である場合に、入力された事実(s,r,o)が、ナレッジグラフの事実として正しいと判定する。また、判定部510は、算出したスコアが予め定めた閾値以上ではない場合に、入力された事実(s,r,o)が、ナレッジグラフの事実として正しくないと判定する。
そして、判定部510は、判定結果を出力部600に出力する。
Then, the determination unit 510 determines that the input facts (s, r, o) are correct as the facts of the Knowledge Graph when the calculated score is equal to or higher than the predetermined threshold value. Further, the determination unit 510 determines that the input facts (s, r, o) are not correct as the facts of the Knowledge Graph when the calculated score is not equal to or higher than the predetermined threshold value.
Then, the determination unit 510 outputs the determination result to the output unit 600.

出力部600は、判定部510の判定結果を出力する。 The output unit 600 outputs the determination result of the determination unit 510.

<本発明の実施の形態に係る判定装置の作用>
図4は、本発明の実施の形態に係る判定処理ルーチンを示すフローチャートである。
<Operation of the determination device according to the embodiment of the present invention>
FIG. 4 is a flowchart showing a determination processing routine according to the embodiment of the present invention.

入力部400に事実が入力されると、判定装置20において、図4に示す判定処理ルーチンが実行される。 When a fact is input to the input unit 400, the determination device 20 executes the determination processing routine shown in FIG.

まず、ステップS200において、入力部400が、事実の入力を受け付ける。 First, in step S200, the input unit 400 accepts the input of facts.

ステップS210において、判定部510は、モデル記憶部520から、モデルパラメータ学習装置10によって学習されたニューラルネットワークモデルを取得する。 In step S210, the determination unit 510 acquires the neural network model learned by the model parameter learning device 10 from the model storage unit 520.

ステップS220において、判定部510は、上記ステップS200で入力された事実について、上記ステップS210にて取得したニューラルネットワークモデルを用いて、スコアを算出する。 In step S220, the determination unit 510 calculates a score for the fact input in step S200 using the neural network model acquired in step S210.

ステップS230において、判定部510は、上記ステップS220で算出したスコアが予め定めた閾値以上である場合に、入力された事実が、ナレッジグラフの事実として正しいと判定する。また、判定部510は、算出したスコアが予め定めた閾値以上ではない場合に、入力された事実が、ナレッジグラフの事実として正しくないと判定する。 In step S230, the determination unit 510 determines that the input fact is correct as the fact of the Knowledge Graph when the score calculated in step S220 is equal to or higher than the predetermined threshold value. Further, the determination unit 510 determines that the input fact is not correct as a fact of the Knowledge Graph when the calculated score is not equal to or more than a predetermined threshold value.

ステップS240において、出力部600は、判定部510の判定結果を出力する。 In step S240, the output unit 600 outputs the determination result of the determination unit 510.

以上説明したように、本実施形態に係る判定装置によれば、モデルパラメータ学習装置10によって学習されたニューラルネットワークモデルを用いて、入力された事実が、ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定するため、次数の多いナレッジグラフにおいても、未知の事実が正しいか誤っているかを高精度かつ高速に判定することができる。 As described above, according to the determination device according to the present embodiment, it is determined whether or not the input fact is correct as the fact of the Knowledge Graph by using the neural network model learned by the model parameter learning device 10. Therefore, even in a knowledge graph having a large order, it is possible to determine whether an unknown fact is correct or incorrect with high accuracy and high speed.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.

また、本明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。 Further, in the present specification, although the program has been described as a pre-installed embodiment, it is also possible to provide the program by storing it in a computer-readable recording medium.

10 モデルパラメータ学習装置
20 判定装置
100 入力部
200 演算部
210 負例データ生成部
220 モデル選択部
230 モデル学習部
300 出力部
400 入力部
500 演算部
510 判定部
520 モデル記憶部
600 出力部
10 Model parameter learning device 20 Judgment device 100 Input unit 200 Calculation unit 210 Negative example data generation unit 220 Model selection unit 230 Model learning unit 300 Output unit 400 Input unit 500 Calculation unit 510 Judgment unit 520 Model storage unit 600 Output unit

Claims (5)

エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する判定装置であって、
判定対象の事実の入力を受け付ける入力部と、
前記ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、前記関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを用いて、入力された前記事実が、前記ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する判定部と、
を備える判定装置。
It is a judgment device that judges whether or not it is correct as a fact of a knowledge graph, which is a labeled directed graph that describes a plurality of facts representing relationships between entities.
An input unit that accepts the input of facts to be judged,
A neural network model for calculating a score used for determining whether or not the knowledge graph is correct as a fact, and each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is referred to as a real symmetric matrix or a real normal matrix. Using the neural network model, a determination unit that determines whether or not the input fact is correct as the fact of the knowledge graph, and
Judgment device including.
前記ニューラルネットワークモデルは、下記の式で表されることを特徴とする請求項1記載の判定装置。
Figure 0006854486

ただし、s、oはエンティティであり、rはsとoとの関係であり、
Figure 0006854486

は関係rに対するn次元のベクトルであり、
Figure 0006854486

は関係rに対する行列であり、
Figure 0006854486

はエンティティs、oに対するd次元ベクトルであり、
Figure 0006854486

における
Figure 0006854486

は、実対称行列を直交行列を用いてスペクトル分解することにより得られる対角行列であり、
Figure 0006854486

は非線形関数であり、
Figure 0006854486

は、
Figure 0006854486

を含むモデルパラメータである。
The determination device according to claim 1, wherein the neural network model is represented by the following equation.
Figure 0006854486

However, s and o are entities, and r is the relationship between s and o.
Figure 0006854486

Is an n-dimensional vector for the relationship r
Figure 0006854486

Is a matrix for the relation r
Figure 0006854486

Is a d-dimensional vector for entities s, o,
Figure 0006854486

In
Figure 0006854486

Is a diagonal matrix obtained by decomposing a real symmetric matrix using an orthogonal matrix.
Figure 0006854486

Is a non-linear function
Figure 0006854486

Is
Figure 0006854486

It is a model parameter including.
前記ニューラルネットワークモデルは、下記の式で表されることを特徴とする請求項1記載の判定装置。
Figure 0006854486

ただし、s、oはエンティティであり、rはsとoとの関係であり、
Figure 0006854486

は関係rに対するn次元のベクトルであり、
Figure 0006854486

は関係rに対する行列であり、
Figure 0006854486

はエンティティs、oに対する2d次元ベクトルであり、
Figure 0006854486

における
Figure 0006854486

は、実正規行列をユニタリ行列を用いてスペクトル分解することにより得られる複素数を対角成分に持つ対角行列であり、
Figure 0006854486

は非線形関数であり、
Figure 0006854486

は、
Figure 0006854486

を含むモデルパラメータである。
The determination device according to claim 1, wherein the neural network model is represented by the following equation.
Figure 0006854486

However, s and o are entities, and r is the relationship between s and o.
Figure 0006854486

Is an n-dimensional vector for the relationship r
Figure 0006854486

Is a matrix for the relation r
Figure 0006854486

Is a 2d dimensional vector for entities s, o,
Figure 0006854486

In
Figure 0006854486

Is a diagonal matrix having complex numbers as diagonal components obtained by spectrally decomposing a real normal matrix using a unitary matrix.
Figure 0006854486

Is a non-linear function
Figure 0006854486

Is
Figure 0006854486

It is a model parameter including.
エンティティ間の関係を表す複数の事実を記述したラベル付き有向グラフであるナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定する判定方法であって、
入力部が、判定対象の事実の入力を受け付けるステップと、
判定部が、前記ナレッジグラフの事実として正しいか否かの判定に用いるスコアを計算するためのニューラルネットワークモデルであって、前記関係に対応する3次テンソルに含まれる各行列を、実対称行列又は実正規行列としたニューラルネットワークモデルを用いて、入力された前記事実が、前記ナレッジグラフの事実として正しいか否かを判定するステップと、
を含む判定方法。
It is a judgment method for judging whether or not it is correct as a fact of a knowledge graph, which is a labeled directed graph that describes a plurality of facts representing relationships between entities.
The step in which the input unit accepts the input of the fact to be judged,
A neural network model for calculating a score used by the determination unit to determine whether or not the knowledge graph is correct as a fact, and each matrix included in the cubic tensor corresponding to the relationship is a real symmetric matrix or Using a neural network model as a real normal matrix, the step of determining whether or not the input fact is correct as the fact of the knowledge graph, and
Judgment method including.
コンピュータを、請求項1乃至3の何れか1項記載の判定装置の各部として機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as each part of the determination device according to any one of claims 1 to 3.
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