基于文本模式推理的問答系統(tǒng)研究.pdf

1、在當(dāng)前的自然語言處理領(lǐng)域，問答系統(tǒng)是一個(gè)非常值得研究的“熱門”課題。它既允許用戶以自然語言提問，又能夠向用戶返回準(zhǔn)確的答案，而不是一些內(nèi)容相關(guān)的網(wǎng)頁。所以，與傳統(tǒng)的基于關(guān)鍵字匹配的搜索引擎(例如G00gle)相比，問答系統(tǒng)能夠更好地滿足用戶的查詢需求，能夠更準(zhǔn)確地檢索出用戶所需要的答案，具有方便、快捷、高效等特點(diǎn)。 但是目前的問答系統(tǒng)準(zhǔn)確率都不高。研究表明，其中一個(gè)很重要的原因，在于目前的問答系統(tǒng)很少用到推理技術(shù)，大規(guī)模運(yùn)用推理

2、規(guī)則的問答系統(tǒng)極其少見。問答系統(tǒng)缺乏推理能力，推理系統(tǒng)缺乏自然語言理解能力，這是一個(gè)老問題了，正是這個(gè)問題，困擾著大型知識(shí)庫系統(tǒng)的建設(shè)，也使得花費(fèi)巨大的人力物力建立起來的知識(shí)庫系統(tǒng)難以面向公眾開展達(dá)到一定質(zhì)量的知識(shí)服務(wù)。 因此，在前人研究的基礎(chǔ)上，本論文提出了“模式推理”的思想，并提出一種新的問答系統(tǒng)模型——“淺層結(jié)構(gòu)模式推理”模型。本模型主要有如下特點(diǎn)： ①、對原始文本很少做、甚至不做人工形式化工作，而是將未經(jīng)處理的、

3、無結(jié)構(gòu)的原始文本，作為知識(shí)庫。而傳統(tǒng)做法則是手工建立大規(guī)模知識(shí)庫。同傳統(tǒng)做法相比，免去了知識(shí)形式化的環(huán)節(jié)，大大節(jié)省了人力物力。 ②、引進(jìn)句子之間的邏輯推理機(jī)制，使得問答系統(tǒng)可以依據(jù)一定的策略進(jìn)行推理，從而能夠根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)，推導(dǎo)出用戶所需要的結(jié)論。也就是說，系統(tǒng)可以從現(xiàn)有知識(shí)出發(fā)，通過邏輯推理機(jī)制，得到新知識(shí)。而傳統(tǒng)做法，則是簡單的檢索文本中現(xiàn)成的答案，基本上不具備邏輯推理的能力。同傳統(tǒng)做法相比，這種做法大大提高了系統(tǒng)的智能化。

4、 ③、對于用戶的查詢，可給出準(zhǔn)確的答案。而一些傳統(tǒng)的做法，則是簡單地返回相關(guān)網(wǎng)頁或段落。同這些傳統(tǒng)做法相比，這種做法大大提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，更加方便、快捷、高效。 為了實(shí)現(xiàn)上述“淺層結(jié)構(gòu)模式推理”模型，本論文從理論上明確了模式合一的概念，定義了模式推理規(guī)則和基于模式推理的“證明”結(jié)構(gòu)，并引入了包含變量的索引結(jié)構(gòu)，作為實(shí)現(xiàn)逆向模式推理算法的基礎(chǔ)。在此框架下，本文提出了針對不同環(huán)節(jié)的一系列算法，取得了如下的具體成果：

5、 ①、提出雙模式合一的“減首去尾”算法?；谶@個(gè)算法，提出了一整套的模式推理機(jī)制，并對這套推理機(jī)制進(jìn)行了優(yōu)化、改進(jìn)，有效解決了文本目標(biāo)模式根據(jù)文本事實(shí)庫、文本規(guī)則庫進(jìn)行模式推理的問題。 ②、提出多模式合一的“圖檢索”算法。根據(jù)這個(gè)算法，可以一次性的檢索出能夠與文本目標(biāo)模式合一的事實(shí)庫中的所有事實(shí)、規(guī)則庫中的所有規(guī)則，從而大大提高了模式推理的效率。根據(jù)這個(gè)算法，同樣可以有效的進(jìn)行雙模式合一計(jì)算并求解目標(biāo)模式中的每個(gè)變量所分別對

6、應(yīng)的代換量。 ③、將“圖檢索”算法與傳統(tǒng)的模式推理機(jī)制進(jìn)行了整合。 ④、深入分析了模式推理中推理循環(huán)(左遞歸)的成因，并提出“同構(gòu)模式”的概念及相應(yīng)算法。在此基礎(chǔ)之上，提出推理循環(huán)的防止原則以及推理循環(huán)的消除算法，從而有效的解決了推理循環(huán)問題。 這樣，在擁有一個(gè)包含事實(shí)、規(guī)則的知識(shí)庫的前提下，就可以通過這樣一種索引方式，對知識(shí)庫進(jìn)行有效的再組織，從而快速找到所有能與目標(biāo)模式匹配的規(guī)則和事實(shí)。 根據(jù)上述“淺

7、層結(jié)構(gòu)模式推理”模型，本論文將模式推理機(jī)制應(yīng)用于問答系統(tǒng)中，具體進(jìn)行了如下的工作： ①、提出“內(nèi)嵌謂詞”的概念，并根據(jù)漢語問答系統(tǒng)的特點(diǎn)，給出了一系列問答系統(tǒng)中常用的內(nèi)嵌謂詞，并且對于每一個(gè)內(nèi)嵌謂詞，分別指出其用途、算法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ②、為了說明模式推理在問答系統(tǒng)中的作用，本論文將模式推理機(jī)制應(yīng)用于一個(gè)限定領(lǐng)域的漢語問答系統(tǒng)：ChinaQA。本系統(tǒng)從《上下五千年》這本書中抽取了若干語句作為知識(shí)庫，回答用戶提出的歷史問題。