Distant IE by Bootstrapping Using Lists and Document Structure

Distant labeling for information extraction (IE) suffers from noisy training data. We describe a way of reducing the noise associated with distant IE by identifying coupling constraints between potential instance labels. As one example of coupling,items in a list are likely to have the same label.A second example of coupling comes from analysis of document structure: in some corpora,sections can be identified such that items in the same section are likely to have the same label. Such sections do not exist in all corpora, but we show that augmenting a large corpus with coupling constraints from even a small, well-structured corpus can improve performance substantially, doubling F1 on one task

Web knowledge bases

Knowledge is key to natural language understanding. References to specific people, places and things in text are crucial to resolving ambiguity and extracting meaning. Knowledge Bases (KBs) codify this information for automated systems — enabling applications such as entity-based search and question answering. This thesis explores the idea that sites on the web may act as a KB, even if that is not their primary intent. Dedicated kbs like Wikipedia are a rich source of entity information, but are built and maintained at an ongoing cost in human effort. As a result, they are generally limited in terms of the breadth and depth of knowledge they index about entities. Web knowledge bases offer a distributed solution to the problem of aggregating entity knowledge. Social networks aggregate content about people, news sites describe events with tags for organizations and locations, and a diverse assortment of web directories aggregate statistics and summaries for long-tail entities notable within niche movie, musical and sporting domains. We aim to develop the potential of these resources for both web-centric entity Information Extraction (IE) and structured KB population. We first investigate the problem of Named Entity Linking (NEL), where systems must resolve ambiguous mentions of entities in text to their corresponding node in a structured KB. We demonstrate that entity disambiguation models derived from inbound web links to Wikipedia are able to complement and in some cases completely replace the role of resources typically derived from the KB. Building on this work, we observe that any page on the web which reliably disambiguates inbound web links may act as an aggregation point for entity knowledge. To uncover these resources, we formalize the task of Web Knowledge Base Discovery (KBD) and develop a system to automatically infer the existence of KB-like endpoints on the web. While extending our framework to multiple KBs increases the breadth of available entity knowledge, we must still consolidate references to the same entity across different web KBs. We investigate this task of Cross-KB Coreference Resolution (KB-Coref) and develop models for efficiently clustering coreferent endpoints across web-scale document collections. Finally, assessing the gap between unstructured web knowledge resources and those of a typical KB, we develop a neural machine translation approach which transforms entity knowledge between unstructured textual mentions and traditional KB structures. The web has great potential as a source of entity knowledge. In this thesis we aim to first discover, distill and finally transform this knowledge into forms which will ultimately be useful in downstream language understanding tasks

Knowledge-driven entity recognition and disambiguation in biomedical text

Entity recognition and disambiguation (ERD) for the biomedical domain are notoriously difficult problems due to the variety of entities and their often long names in many variations. Existing works focus heavily on the molecular level in two ways. First, they target scientific literature as the input text genre. Second, they target single, highly specialized entity types such as chemicals, genes, and proteins. However, a wealth of biomedical information is also buried in the vast universe of Web content. In order to fully utilize all the information available, there is a need to tap into Web content as an additional input. Moreover, there is a need to cater for other entity types such as symptoms and risk factors since Web content focuses on consumer health. The goal of this thesis is to investigate ERD methods that are applicable to all entity types in scientific literature as well as Web content. In addition, we focus on under-explored aspects of the biomedical ERD problems -- scalability, long noun phrases, and out-of-knowledge base (OOKB) entities. This thesis makes four main contributions, all of which leverage knowledge in UMLS (Unified Medical Language System), the largest and most authoritative knowledge base (KB) of the biomedical domain. The first contribution is a fast dictionary lookup method for entity recognition that maximizes throughput while balancing the loss of precision and recall. The second contribution is a semantic type classification method targeting common words in long noun phrases. We develop a custom set of semantic types to capture word usages; besides biomedical usage, these types also cope with non-biomedical usage and the case of generic, non-informative usage. The third contribution is a fast heuristics method for entity disambiguation in MEDLINE abstracts, again maximizing throughput but this time maintaining accuracy. The fourth contribution is a corpus-driven entity disambiguation method that addresses OOKB entities. The method first captures the entities expressed in a corpus as latent representations that comprise in-KB and OOKB entities alike before performing entity disambiguation.Die Erkennung und Disambiguierung von Entitäten für den biomedizinischen Bereich stellen, wegen der vielfältigen Arten von biomedizinischen Entitäten sowie deren oft langen und variantenreichen Namen, große Herausforderungen dar. Vorhergehende Arbeiten konzentrieren sich in zweierlei Hinsicht fast ausschließlich auf molekulare Entitäten. Erstens fokussieren sie sich auf wissenschaftliche Publikationen als Genre der Eingabetexte. Zweitens fokussieren sie sich auf einzelne, sehr spezialisierte Entitätstypen wie Chemikalien, Gene und Proteine. Allerdings bietet das Internet neben diesen Quellen eine Vielzahl an Inhalten biomedizinischen Wissens, das vernachlässigt wird. Um alle verfügbaren Informationen auszunutzen besteht der Bedarf weitere Internet-Inhalte als zusätzliche Quellen zu erschließen. Außerdem ist es auch erforderlich andere Entitätstypen wie Symptome und Risikofaktoren in Betracht zu ziehen, da diese für zahlreiche Inhalte im Internet, wie zum Beispiel Verbraucherinformationen im Gesundheitssektor, relevant sind. Das Ziel dieser Dissertation ist es, Methoden zur Erkennung und Disambiguierung von Entitäten zu erforschen, die alle Entitätstypen in Betracht ziehen und sowohl auf wissenschaftliche Publikationen als auch auf andere Internet-Inhalte anwendbar sind. Darüber hinaus setzen wir Schwerpunkte auf oft vernachlässigte Aspekte der biomedizinischen Erkennung und Disambiguierung von Entitäten, nämlich Skalierbarkeit, lange Nominalphrasen und fehlende Entitäten in einer Wissensbank. In dieser Hinsicht leistet diese Dissertation vier Hauptbeiträge, denen allen das Wissen von UMLS (Unified Medical Language System), der größten und wichtigsten Wissensbank im biomedizinischen Bereich, zu Grunde liegt. Der erste Beitrag ist eine schnelle Methode zur Erkennung von Entitäten mittels Lexikonabgleich, welche den Durchsatz maximiert und gleichzeitig den Verlust in Genauigkeit und Trefferquote (precision and recall) balanciert. Der zweite Beitrag ist eine Methode zur Klassifizierung der semantischen Typen von Nomen, die sich auf gebräuchliche Nomen von langen Nominalphrasen richtet und auf einer selbstentwickelten Sammlung von semantischen Typen beruht, die die Verwendung der Nomen erfasst. Neben biomedizinischen können diese Typen auch nicht-biomedizinische und allgemeine, informationsarme Verwendungen behandeln. Der dritte Beitrag ist eine schnelle Heuristikmethode zur Disambiguierung von Entitäten in MEDLINE Kurzfassungen, welche den Durchsatz maximiert, aber auch die Genauigkeit erhält. Der vierte Beitrag ist eine korpusgetriebene Methode zur Disambiguierung von Entitäten, die speziell fehlende Entitäten in einer Wissensbank behandelt. Die Methode wandelt erst die Entitäten, die in einem Textkorpus ausgedrückt aber nicht notwendigerweise in einer Wissensbank sind, in latente Darstellungen um und führt anschließend die Disambiguierung durch