Real-world knowledge graphs (KGs) contain not only standard triple-based facts, but also more complex, heterogeneous types of facts, such as hyper-relational facts with auxiliary key-value pairs, temporal facts with additional timestamps, and nested facts that imply relationships between facts. These richer forms of representation have attracted significant attention due to their enhanced expressiveness and capacity to model complex semantics in real-world scenarios. However, most existing studies suffer from two main limitations: (1) they typically focus on modeling only specific types of facts, thus making it difficult to generalize to real-world scenarios with multiple fact types; and (2) they struggle to achieve generalizable hierarchical (inter-fact and intra-fact) modeling due to the complexity of these representations. To overcome these limitations, we propose UniHR, a Unified Hierarchical Representation learning framework, which consists of a learning-optimized Hierarchical Data Representation (HiDR) module and a unified Hierarchical Structure Learning (HiSL) module. The HiDR module unifies hyper-relational KGs, temporal KGs, and nested factual KGs into triple-based representations. Then HiSL incorporates intra-fact and inter-fact message passing, focusing on enhancing both semantic information within individual facts and enriching the structural information between facts. To go beyond the unified method itself, we further explore the potential of unified representation in complex real-world scenarios. Extensive experiments on 9 datasets across 5 types of KGs demonstrate the effectiveness of UniHR and highlight the strong potential of unified representations. Code and data are available at https://github.com/zjukg/UniHR.


翻译:现实世界中的知识图谱不仅包含标准的三元组事实,还涵盖更复杂、异构的事实类型,例如带有辅助键值对的超关系事实、附加时间戳的时序事实,以及暗示事实间关联的嵌套事实。这些更丰富的表示形式因其更强的表达能力及对现实场景中复杂语义的建模潜力而受到广泛关注。然而,现有研究大多存在两个主要局限:(1)通常仅针对特定类型的事实进行建模,难以泛化至包含多种事实类型的真实场景;(2)由于这些表示形式的复杂性,难以实现可泛化的层次化(事实间与事实内)建模。为克服这些局限,本文提出UniHR——一种统一的层次化表示学习框架,其包含学习优化的层次化数据表示模块与统一的层次化结构学习模块。HiDR模块将超关系知识图谱、时序知识图谱及嵌套事实知识图谱统一转化为基于三元组的表示形式。随后,HiSL模块融合事实内与事实间的消息传递机制,着重增强单个事实内部的语义信息并丰富事实间的结构信息。为进一步探索统一方法本身之外的价值,我们深入探究了统一表示在复杂现实场景中的潜力。在涵盖5类知识图谱的9个数据集上的大量实验验证了UniHR的有效性,并凸显了统一表示的强大潜力。代码与数据公开于https://github.com/zjukg/UniHR。

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