随着数据资源类型的丰富与大模型技术的发展,能够处理多源异构数据的多模态知识图谱(multimodal knowledge graph,MMKG)以出色的数据处理与管理能力而被广泛关注。结合领域需求与特性,对多模态知识图谱 构建技术及其在军事领域的应用展开总体概述。基于传统文本知识图谱的相关概念,对多模态知识图谱的基本概 念、研究现状进行梳理,分析总结了多模态信息抽取、多模态实体链接、多模态表示学习三个多模态知识图谱构建的 关键技术,以及大模型技术在多模态知识图谱构建过程中的应用,探讨了多模态知识图谱在军事领域中的应用场 景。最后结合大模型热点和军事需求,对多模态知识图谱构建技术的发展前景及军事应用进行总结与展望。

19世纪,德国理学家赫尔姆霍茨在生物学领域提出 了模态(modality)这一概念,特指生物凭借感知器官与 经验来接收信息的通道。在工程领域,模态是指在雷 达、红外线、加速度计、电磁波等多种通道内传输的文 字、图片、语音、视频等信息类型。多模态是指将多种模 态数据在计算机内进行融合交流、协同作用的状态[1] 。 2012年,Google公司提出知识图谱(knowledge graph, KG)的概念[2] 。知识图谱旨在描述客观世界的概念、实 体、事件及其之间的关系[3] ,本质上它是以实体、属性等 为节点,以实体、属性之间的语义关系为边而形成的语 义网络图,实体、关系、属性在早期知识图谱中都是以文 本形式存在。随着海量多源异构数据的剧增以及传播 媒介中信息载体的变化,视觉、听觉等模态信息逐渐取 代文本模态信息成为信息传播的主要载体,社会各领域对知识图谱的需求已经不再满足于单一的文本符号表 示,开始提出将文本、视觉、听觉等不同模态的信息融合 在一起来增强知识表达的需求,但由于多模态数据之间 存在异构性,多模态数据并没有得到很好地处理和利用。 在 2022 年 OpenAI 推出 ChatGPT 自然语言处理模 型之后,OpenAI相继推出了GPT-4 Turbo多模态数据处 理模型、Sora文本转视频模型[4] 、Voice Engine语音生成 模型等多个包含大语言模型(large language model,LLM) 和多模态大语言模型(multimodal large language model, MLLM)的生成式大模型,实现了从自然语言处理向多 模态数据处理的巨大跨越,但因生成内容缺乏事实真实 性和可靠性,使得大模型面临着人工智能幻觉、专业领 域实用性差等重大挑战。知识图谱具备准确、专业的知 识库,对事实性、专业性的知识处理具有非常高的准确 性和可靠性,可以用来弥补大模型存在的弊端,但当前 知识图谱专注于处理单一模态数据,缺乏对多模态数据 的处理能力,因而多模态数据之间的隐含关系并没有得 到有效利用,无法有效完成信息融合、推理等工作。 随着阿里巴巴集团新零售多模态知识图谱 AliMe MKG[5] 、M2 ConceptBase[6] 等多模态知识图谱的开发与应 用,多模态知识图谱因拥有类型和数量更为全面、准确 的知识库和强大的多模态数据处理能力而被广泛研究, 其能够消除多模态数据之间存在的异构性,并根据不同 模态的数据关联挖掘隐含信息,实现知识融合、推理等 热门应用。因此,在知识图谱的基础上,研究者们展开 了对多模态知识图谱的构建和应用的研究。Zhu等人[7] 综述了多模态知识图谱的构建工作、在处理特定问题时 的优势、在技术与实际层面的应用以及发展前景和挑 战,分析了多模态知识图谱结构和应用中不同解决方案 的优缺点。Peng 等人[8] 综述了现有多模态知识图谱构 建原理的优缺点,创新性地提出将实体重命名为节点, 重命名后节点一词包含实体、属性和概念三个范围,使 得指代更加准确,但该综述更多的是举例论证一些理 论,缺乏对关键构建技术的总结分析。Chen等人[9] 对多 模态知识图谱的发展、构建技术以及在推荐系统、生物 医学等方面的应用实例进行了全面的综述,着重讨论了 多模态知识图谱构建的关键技术。陈烨等人[10] 综述了 多模态知识图谱的构建方法和技术,以及在推荐系统、 人机交互等方面的应用,归纳了基于属性和基于实体的 两种构建方法的主要思路,但缺乏对现有构建技术的对 比分析。陈佳云等人[11] 首次对多模态知识图谱在农业 领域的研究展开综述,并对农业多模态知识图谱在农业 智能问答、病虫害识别等方面的应用展开详细介绍,但 对于多模态知识图谱的构建技术并没有进行深入调研 与分析。 军队信息化与智能化不断发展,军事领域涌现出大 量以地理信息、目标定位为代表的结构化数据,和以视 频、图像、音频以及文本为代表的非结构化数据,甚至还 包括人类指挥人员和参谋人员的指挥艺术、作战风格等 隐性认知知识,这些数据呈现要素维度多、来源范围广、 术语专业性强、更新迭代慢、可移植性与交互性差、欺诈 性等特点,以人工为主的数据处理模式和单一文本模态 知识图谱难以有效应对,满足不了军队信息化、智能化 发展的需求。随着深度学习和大模型技术的发展与成 熟,涉及多模态数据处理的信息获取、信息融合、推理预 测等技术得到创新突破,军事数据呈现的弊端逐步被解 决,多模态知识图谱逐渐成为应对军事领域存在的多重 挑战的重要途径,并取得了一定的成效。 通过上文分析发现,现有多模态知识图谱类综述缺 乏对大模型技术在多模态知识图谱构建过程中的运用 进行梳理与总结,并且文章聚焦于通用领域的应用,少 有文章系统梳理多模态知识图谱在军事领域的应用实 例、挑战以及发展前景等。因此,本文拟从技术和应用 视角出发,在现有多模态知识图谱构建技术的基础上, 创新地综述大模型技术在多模态知识图谱构建过程中 的运用以及多模态知识图谱在军事各领域的应用实例 和发展前景。

成为VIP会员查看完整内容
41

相关内容

知识图谱与大模型融合综述
专知会员服务
116+阅读 · 2024年6月30日
大数据背景下的军事仿真系统发展研究
专知会员服务
89+阅读 · 2023年12月14日
时间序列复杂网络分析中的可视图方法研究综述
专知会员服务
50+阅读 · 2023年12月2日
信息时代指挥控制方式综述
专知会员服务
108+阅读 · 2023年10月28日
深度强化学习及其在军事领域中的应用综述
专知会员服务
184+阅读 · 2023年4月22日
基于深度学习的图像融合方法综述
专知会员服务
57+阅读 · 2023年1月25日
深度学习研究及军事应用综述
专知会员服务
176+阅读 · 2022年7月7日
迁移学习方法在医学图像领域的应用综述
专知会员服务
61+阅读 · 2022年1月6日
专知会员服务
48+阅读 · 2021年4月15日
知识图谱KG在NLP的十年研究进展综述
专知
16+阅读 · 2022年10月4日
数据受限条件下的多模态处理技术综述
专知
20+阅读 · 2022年7月16日
深度学习研究及军事应用综述
专知
21+阅读 · 2022年7月7日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
事件知识图谱构建技术与应用综述
专知
25+阅读 · 2020年8月6日
深度学习与医学图像分析
人工智能前沿讲习班
40+阅读 · 2019年6月8日
美军电磁频谱战的发展及启示
科技导报
16+阅读 · 2019年3月25日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
58+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
170+阅读 · 2023年4月20日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
464+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
76+阅读 · 2023年3月26日
Arxiv
169+阅读 · 2023年3月24日
Arxiv
24+阅读 · 2023年3月17日
VIP会员
相关VIP内容
知识图谱与大模型融合综述
专知会员服务
116+阅读 · 2024年6月30日
大数据背景下的军事仿真系统发展研究
专知会员服务
89+阅读 · 2023年12月14日
时间序列复杂网络分析中的可视图方法研究综述
专知会员服务
50+阅读 · 2023年12月2日
信息时代指挥控制方式综述
专知会员服务
108+阅读 · 2023年10月28日
深度强化学习及其在军事领域中的应用综述
专知会员服务
184+阅读 · 2023年4月22日
基于深度学习的图像融合方法综述
专知会员服务
57+阅读 · 2023年1月25日
深度学习研究及军事应用综述
专知会员服务
176+阅读 · 2022年7月7日
迁移学习方法在医学图像领域的应用综述
专知会员服务
61+阅读 · 2022年1月6日
专知会员服务
48+阅读 · 2021年4月15日
相关资讯
知识图谱KG在NLP的十年研究进展综述
专知
16+阅读 · 2022年10月4日
数据受限条件下的多模态处理技术综述
专知
20+阅读 · 2022年7月16日
深度学习研究及军事应用综述
专知
21+阅读 · 2022年7月7日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
事件知识图谱构建技术与应用综述
专知
25+阅读 · 2020年8月6日
深度学习与医学图像分析
人工智能前沿讲习班
40+阅读 · 2019年6月8日
美军电磁频谱战的发展及启示
科技导报
16+阅读 · 2019年3月25日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
58+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2011年12月31日
相关论文
微信扫码咨询专知VIP会员