(57)【要約】【課題】ベイジアンネットワークを容易に作成することの可能なベイジアンネットワーク構築支援装置を提供すること。【解決手段】ノード名や定義域名の候補となる「表現」を名前としたラベルオブジェクトを定義し、概念地図エディタに表示する。ユーザは概念地図エディタ上に配置されるラベルオブジェクトに対するマウス操作によりラベル間の関係を定義し、これによりノード名や定義域名を作成する。その際、ユーザにより指定された文書および辞書（「表現」作成ルール）を用い、テキストマイニングにより「表現」を生成する。【選択図】      図２
2007102717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベイジアンネットワークを構成するノードとその定義域の編集を支援するベイジアンネットワーク構築支援装置であって、
問題領域に関連する複数の表現を、互いに関連の有る表現ごとに対応付けて格納する表現データベースと、
前記表現をラベルオブジェクトとしてＧＵＩ（Graphical User Interface）画面上に表示し、前記表示されたラベルオブジェクトのいずれかが選択された場合に、当該選択されたラベルオブジェクトに関連するラベルオブジェクトを前記表現データベースから読み出して前記ＧＵＩ画面に表示する表示制御手段と、
前記ＧＵＩ画面上の複数のラベルオブジェクト間に互いの関係が指定された場合に、その関係に基づくベイジアンネットワークを前記ＧＵＩ画面上で構築する構築手段とを具備することを特徴とするベイジアンネットワーク構築支援装置。
【請求項２】
前記表現データベースは、予め用意される文書データおよび辞書データを用いたテキストマイニング手法により生成されることを特徴とする請求項１記載のベイジアンネットワーク構築支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベイジアンネットワークモデルの構築を支援する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エキスパートシステムを構築するのに、ベイジアンネットワークを用いることが行われてきている（例えば特許文献１、２を参照）。ベイジアンネットワークとは、確率変数をノードで表し、因果関係や相関関係といった依存する関係を持つ変数の間にリンクを張ったグラフ構造で表現される確率モデルの中で、とくにリンクが因果関係の方向に向きを持ち、このリンクをたどったパスが循環しない非循環有向グラフで表されるものを指す。ベイジアンネットワークは、このようなグラフ構造と各ノードに割り当てた条件付き確率の集合によって構成される。子ノードの親ノードに関する条件付き確率は、離散変数の場合、全ての状態における条件付き確率を並べた「条件付き確率表（Conditional Probability Table）」で表す。
【特許文献１】特開２００２−２０２８９０号公報
【特許文献２】特開２００１−１１７７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ベイジアンネットワーク（以下ＢＮと略記する）を作成するにはドメインの専門家からのヒアリングなど、多くの手間と長い時間を要する。またＢＮを作成する担当者はＢＮの知識を熟知していなければならず、ましてドメインの専門家が一人でＢＮを作成するのは非常に難しい。  
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ベイジアンネットワークを容易に作成することの可能なベイジアンネットワーク構築支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、ベイジアンネットワークを構成するノードとその定義域の編集を支援するベイジアンネットワーク構築支援装置であって、問題領域に関連する複数の表現を、互いに関連の有る表現ごとに対応付けて格納する表現データベースと、前記表現をラベルオブジェクトとしてＧＵＩ（Graphical User Interface）画面上に表示し、前記表示されたラベルオブジェクトのいずれかが選択された場合に、当該選択されたラベルオブジェクトに関連するラベルオブジェクトを前記表現データベースから読み出して前記ＧＵＩ画面に表示する表示制御手段と、前記ＧＵＩ画面上の複数のラベルオブジェクト間に互いの関係が指定された場合に、その関係に基づくベイジアンネットワークを前記ＧＵＩ画面上で構築する構築手段とを具備することを特徴とするベイジアンネットワーク構築支援装置が提供される。
【０００５】
このような手段を講じることにより、ベイジアンネットワークを構築するためのＧＵＩ環境が提供される。そして、ユーザがノード名や定義域名の候補となる「表現」を名前とするラベルオブジェクトをＧＵＩ画面上に生成し、画面上に配置されたラベルオブジェクトに、ラベル間の関係（因果関係か命題の関係）をマウス操作で定義することにより、ノード名や定義域名を作成することができる。ＧＵＩ画面上のラベルオブジェクトの集合に対して、２種類の関係（ノード間の因果関係か、ノードと定義域の関係）を作業者がＧＵＩ操作で指定することにより、作業者の思考作業の負担を削減することができるとともに、作業時間も短縮できる。
【０００６】
さらに表現データベースの作成にあたり、ユーザにより指定された文書と辞書（いわば「表現」作成ルール）を用いて、テキストマイニングを行うことにより「表現」を生成するようにしている。これにより相関性の高い表現を容易にデータベース化することが可能になる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ベイジアンネットワークを容易に作成することの可能なベイジアンネットワーク構築支援装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１はこの発明に係わるベイジアンネットワーク（以下ＢＮと表記する）構築支援装置を示す機能ブロック図である。ＢＮ構築支援装置１１５は、マウスやキーボードなどの入力部１０８、記憶媒体１１０、ディスプレイなどの出力部１１２、記憶部１１４、およびプロセッサ１１６を備える。このうち記憶部１１４は所定の記憶領域に内部データ保持部１１７を備える。この内部データ保持部１１７には、オブジェクトバッファ１１８、表現バッファ１２０、および表現間の相関度バッファ１２２が設けられる。
【０００９】
記憶媒体１１０にはＢＮ構築支援プログラム１００と、概念地図データ記憶部１０４と、表現相関データ記憶部１０５と、文書データ記憶部１０６と、辞書データ記憶部１０７とが設けられる。ＢＮ構築支援プログラム１００はそれぞれプログラムブロックとしての概念地図生成部１０１と、表現・相関度生成部１０２と、画面制御部１０３とを備える。さらに表現・相関度生成部１０２は、テキストマイニング部１０２ａと、相関度算出部１０２ｂとを備える。
【００１０】
上記構成において概念地図生成部１０１は、ベイジアンネットワークのノード名、定義域名の候補となる「表現」を名前とするラベルオブジェクトを、概念地図と呼ぶ画面上に生成する。或るノードがとり得る状態の範囲を、そのノードの定義域と呼ぶ。以下に、ユーザがＧＵＩ（Graphical User Interface）画面を用いて行う、概念地図の作成作業を説明する。図２はその手順を示すフローチャートである。
【００１１】
図２において、ＢＮ構築支援プログラム１００が起動されると、画面制御部１０３は概念地図エディタを表示する（ステップＳ２０１）。図３はその初期画面を示す図である。。次に表現相関データ記憶部１０５から表現相関データが読みこまれ、図４に示すような表現リストエディタが別ウインドウで表示される（ステップＳ２０３）。このウインドウのツールバーにはファイルメニュー３０１、編集メニュー３０３、およびウィンドウメニュー３０５が表示される。
【００１２】
ウィンドウメニュー３０５内の「表現リスト表示」が選択され、表現リストファイルが指定されると、画面制御部１０３は表現相関データ記憶部１０５から表現相関データを読み出し、表現バッファ１２０と表現間の相関度バッファ１２２に格納する。次に、画面制御部１０３は、表現バッファ１２０からバッファデータを読み出し、表現リストフィールド４０１に表現を表示した、表現リストエディタを表示する。図４はこの状態を示す。
【００１３】
次のステップＳ２０５において表現入力フィールド４０３に表現が入力され、追加ボタン４０４が押下されると、追加された表現が表現相関データに登録され、表現相関データ記憶部１０５に記憶され（ステップＳ２０７）たのちステップＳ２０３に戻る。この一連の手順において画面制御部１０３は、表現入力フィールド４０３から表現を読み込み表現バッファ１２０に格納する。表現リストエディタ（図４）が閉じられると、画面制御部１０３は表現バッファ１２０を読み込み、その内容を表現相関データ記憶部１０５に格納する。
【００１４】
ステップＳ２０５において追加ボタン４０４が押下されなければ、処理手順はステップＳ２０９に移る。このステップにおいて表現リストフィールド４０１の内の表現が選択されマッピングボタン４０５が押下されると、画面制御部１０３は表現リストフィールド４０１で選択された表現をオブジェクトとして読みこみ、オブジェクトバッファ１１８に格納する。概念地図生成部１０１は、読み込まれたオブジェクトをラベルオブジェクトとして概念地図エディタの概念地図フィールド３０７にラベルオブジェクトを生成する。図５はこのときの概念地図エディタを示す。
【００１５】
次に、図５のエディタウインドウ上でのユーザ操作により、ラベルオブジェクト間の関係指定が確認される（ステップＳ２１１）。すなわち、例えばマウス操作により概念地図フィールド３０７のラベルオブジェクトの中に他のラベルオブジェクトが挿入されると（ステップＳ２１１でＹｅｓ）、概念地図生成部１０１は挿入されたラベルオブジェクトを定義域オブジェクトに、挿入先のラベルオブジェクトをノードオブジェクトに変更する（ステップＳ２１３）。さらに、マウスを用いて概念地図フィールド３０７のラベルオブジェクト間にリンクが結ばれると、リンクオブジェクトが作成され表示される。ここでは画面制御部１０３は概念地図フィールド３０７のリンクをリンクオブジェクトとして読みこみ、オブジェクトバッファ１１８に格納する。概念地図生成部１０１は、リンクを介して接続されているラベルオブジェクトをノードオブジェクトに変更する。この状態を図６に示す。
【００１６】
次のステップＳ２１５において、図６の画面内において或るノードが選択され、編集メニュー３０３の「ＣＰＴ（条件付き確率表）入力」が選択されると（ステップＳ２１５でＹｅｓ）、図７に示すように、選択されたノードの条件付き確率表入力エディタが開かれる。このエディタ画面においてＣＰＴ入力フィールド７０１に値が入力され、入力ボタン７０３が押下されると処理手順はステップＳ２１７に移る。このステップでは、画面制御部１０３は入力フィールド７０１に入力された値を読みこみ、オブジェクトのＣＰＴとして、オブジェクトバッファ１１８に値を格納する。
【００１７】
一方、ノードが選択された状態で編集メニュー３０３の「事前入力」が選択されると、図８に示す選択されたノードの事前確率入力エディタが開かれる。事前確率入力フィールド８０１に値が入力され、入力ボタン８０３が押下されると処理手順はステップＳ２１７に移る。このステップでは、画面制御部１０３は入力フィールド８０１に入力された値を読みこみ、オブジェクトの事前確率として、オブジェクトバッファ１１８に値を格納する。
【００１８】
一方、確率変数の入力作業が完了するとファイルメニュー３０１の「保存」が選択される（ステップＳ２１５においてＮｏ）。そうすると概念地図生成部１０１は、オブジェクトバッファ１１８からバッファを読み込み、作成された概念地図を概念地図データ記憶部１０４にデータとして格納する（ステップＳ２１９）。
【００１９】
次に、図９および図１０を参照して表現リストの作成手順を説明する。図９は表現リストの作成手順を示すフローチャートである。この手順はユーザによりＧＵＩ画面を用いて行われる。図３のウインドウにおけるウィンドウメニュー３０５の「表現・相関度作成」が選択され、文書ファイルが指定されると、画面制御部１０３は表現・相関度生成部１０２を起動する。この指定された文書ファイルの記述内容を問題領域という。
【００２０】
起動されたプログラムのうちテキストマイニング部１０２ａは、文書データ記憶部１０６から文書データ、辞書データ記憶部１０７から辞書データを読み出し、テキストマイニング手法により表現を作成する（ステップＳ９０１）。テキストマイニングとは、大量のテキスト情報から有用な情報を発見する技術であり、具体的にはテキスト情報から形態素解析によって単語を切り出し、それらの単語を統計処理によってその出現頻度や同時出現関係などを分析する技術である。
【００２１】
作成された表現は表現バッファ１２０に格納される。次のステップＳ９０３では、相関度算出部１０２ｂは、表現バッファ１２０から表現バッファを、文書データ記憶部１０６から文書データを読み込み、表現間に存在する表現の数を算出する。この算出値が表現間の相関度を示すもので、算出された相関値は相関度バッファ１２２に格納される（ステップＳ９０３）。
【００２２】
次に、ラベルオブジェクト作成の具体的手順につき説明する。この処理は図２のステップＳ２０９に係わるもので、ユーザのＧＵＩ画面を用いた処理により実施される。ステップＳ２０９において、マッピングされた表現を読み込み、概念地図エディタにラベルオブジェクトを作成したのち表示ラベルが選択される。この状態で概念地図エディタのウインドウメニュー３０５の「相関表現リスト表示」が選択されると、画面制御部１０３は選択されたラベル名を抽出する。そして、表現バッファ１２０と表現間の相関度バッファ１２２から表現と相関度を読み出し、選択されたラベルと相関のある表現を表現リストフィールド１００１に表示した相関表現リストウインドウを表示する。このウインドウを図１０に示す。
【００２３】
図１０において、表現リストフィールド１００１の内の表現がマウスで選択され、マッピングボタン１００５が押下されると、画面制御部１０３は、表現リストフィールド１００１で選択された表現をオブジェクトとして読みこみ、オブジェクトバッファ１１８に格納する。概念地図生成部１０１は、読み込まれたオブジェクトをラベルオブジェクトとして概念地図エディタの概念地図フィールド３０７にラベルオブジェクトを生成する
以上説明したようにこの実施形態では、ノード名や定義域名の候補となる「表現」を名前としたラベルオブジェクトを定義し、概念地図エディタに表示する。ユーザは概念地図エディタ上に配置されるラベルオブジェクトに対するマウス操作によりラベル間の関係を定義し、これによりノード名や定義域名を作成する。その際、ユーザにより指定された文書および辞書（「表現」作成ルール）を用い、テキストマイニングにより「表現」を生成するようにしている。さらに、生成された「表現」毎に、その表現と相関の高い「表現」を算出するようにしている。このように、概念地図エディタと称するＧＵＩ環境を提供することでユーザはベイジアンネットワークを容易に構築できるようになる。すなわち、オブジェクトラベルの集合に対して、２種類の関係（ノード間の因果関係か、ノードと定義域の関係）をＧＵＩ操作で指定することができるので、エキスパートの思考作業の負担および作業時間を削減することができる。まら、ラベル名称が事前にデータベース化され、画面上に表示されるので、エキスパートがラベル名を考える作業の負担を削減することができる。さらに、エキスパートが新たに追加したラベルをラベル候補リスト（表現リスト）に追加することができ、これによりエキスパートの知識をラベル候補リストに蓄積することができる。このようなラベル候補リストは、別のエキスパートがＢＮを概念地図で構築する際にも再利用することができるので、さらにユーザフレンドリなシステムを構築することができる。これらのことから、ベイジアンネットワークを容易に作成することの可能なベイジアンネットワーク構築支援装置を提供することが可能となる。
【００２４】
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係わるＢＮ構築支援装置の構成を示すブロック図。
【図２】概念地図の作成手順を示すフローチャート。
【図３】概念地図エディタのＧＵＩウインドウを示す図。
【図４】表現リストエディタのＧＵＩウインドウを示す図。
【図５】ラベルオブジェクトが生成された概念図エディタを示す図
【図６】ノード・定義域・リンクオブジェクトが生成された概念図エディタを示す図。
【図７】ノードのＣＰＴ入力エディタウインドウを示す図。
【図８】ノードの事前確率入力エディタウインドウを示す図。
【図９】表現・相関リストの作成手順を示すフローチャート。
【図１０】相関表現リストウインドウを示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１００…ＢＮ構築支援プログラム、１０１…概念地図生成部、１０２…表現・相関度生成部、１０２ａ…テキストマイニング部、１０２ｂ…相関度算出部、１０３…画面制御部、１０４…概念地図データ記憶部、１０５…表現相関データ記憶部、１０６…文書データ記憶部、１０７…辞書データ記憶部、１０８…入力部、１１０…記憶媒体、１１２…出力部、１１４…記憶部、１１６…プロセッサ、１１７…内部データ保持部、１１８…オブジェクトバッファ、１２０…表現バッファ、１２２…表現間の相関度バッファ、３０１…ファイルメニュー、３０３…編集メニュー、３０５…ウィンドウメニュー、３０７…概念地図フィールド、４０１…表現リストフィールド、４０３…表現入力フィールド、４０４…追加ボタン、４０５…マッピングボタン、７０１…ＣＰＴ入力フィールド、７０３…入力ボタン、８０１…事前確率入力フィールド、８０３…入力ボタン、１００１…表現リストフィールド、１００５…マッピングボタン
【図１】
2007102717.tif 000003
【図２】
2007102717.tif 000004
【図３】
2007102717.tif 000005
【図４】
2007102717.tif 000006
【図５】
2007102717.tif 000007
【図６】
2007102717.tif 000008
【図７】
2007102717.tif 000009
【図８】
2007102717.tif 000010
【図９】
2007102717.tif 000011
【図１０】
2007102717.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月11日(2005.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2007102717.tif 000013