(57)【要約】【課題】ユーザの専門分野において一般的な情報を、予めオントロジに記述せずとも検索要求拡張に利用し、適合率と再現率の向上を可能とする情報検索装置を得る。【解決手段】初期部分構造生成部１は、ユーザの検索要求から初期部分構造モデルを生成する。関連部分構造生成部２は、この初期部分構造モデルを、検索要求拡張用メタデータデータベース６から、ユーザの専門分野において一般的な情報である部分構造モデルを取得して関連部分構造モデルへ拡張する。部分構造合致メタデータ検索部３は、検索対象メタデータデータベース７から関連部分構造モデルと部分構造が合致するメタデータを検索し、検索結果出力部４が合致する文書を提示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
概念間の関係を規定するオントロジを格納するオントロジデータベースと、
概念を具体化した事物の構成情報であるメタデータを格納する検索要求拡張用メタデータデータベースと、
検索要求を受け付け、当該検索要求の内容を表す事物の構成情報を生成する初期部分構造生成部と、
前記オントロジデータベースのオントロジを参照して、前記初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報と、概念が部分的に一致する事物の構成情報を前記検索要求拡張用メタデータデータベースから選択し、当該選択した事物の構成情報と前記初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報とを結合して、拡張した事物の構成情報を生成する関連部分構造生成部と、
検索対象の文書に記述された事物の構成情報をメタデータとして格納する検索対象メタデータデータベースと、
前記オントロジデータベースのオントロジを参照して、前記拡張した事物の構成情報と前記検索対象メタデータデータベース中のメタデータが持つ事物の構成情報とを照合し、前記拡張した事物の構成情報に含まれる事物の構成情報を持つメタデータを選択し出力する部分構造合致メタデータ検索部と、
検索対象の文書を格納する検索対象文書データベースと、
前記部分構造合致メタデータ検索部から出力されたメタデータに対応する文書を前記検索対象文書データベースから検索し出力する検索結果出力部とを備えた情報検索装置。
【請求項２】
関連部分構造生成部が、
拡張した事物の構成情報と概念が部分的に一致する事物の構成情報が検索要求拡張用メタデータデータベースに存在する場合、
前記事物の構成情報と前記拡張した事物の構成情報とを結合して、当該拡張した事物の構成情報を更に拡張することを特徴とする請求項１記載の情報検索装置。
【請求項３】
検索要求拡張用メタデータデータベースのメタデータは、全体部分関係を用いて、階層を持つツリー構造の部分構造モデルとして記述され、
関連部分構造生成部は、拡張した事物の構成情報の階層ごとに、概念が部分的に一致する部分構造モデルを前記検索要求拡張用メタデータデータベースから選択することを特徴とする請求項２記載の情報検索装置。
【請求項４】
概念間の関係を規定するオントロジを格納するオントロジデータベースと、概念を具体化した事物の構成情報であるメタデータを格納する検索要求拡張用メタデータデータベースと、検索対象の文書に記述された事物の構成情報をメタデータとして格納する検索対象メタデータデータベースと、検索対象の文書を格納する検索対象文書データベースとを用いて情報検索を行うコンピュータを、
検索要求を受け付け、当該検索要求の内容を表す事物の構成情報を生成する初期部分構造生成部と、
前記オントロジデータベースのオントロジを参照して、前記初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報と、概念が部分的に一致する事物の構成情報を前記検索要求拡張用メタデータデータベースから選択し、当該選択した事物の構成情報と前記初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報とを結合して、拡張した事物の構成情報を生成する関連部分構造生成部と、
前記オントロジデータベースのオントロジを参照して、前記拡張した事物の構成情報と前記検索対象メタデータデータベース中のメタデータが持つ事物の構成情報とを照合し、前記拡張した事物の構成情報に含まれる事物の構成情報を持つメタデータを選択し出力する部分構造合致メタデータ検索部と、
前記部分構造合致メタデータ検索部から出力されたメタデータに対応する文書を前記検索対象文書データベースから検索し出力する検索結果出力部として機能させるための情報検索プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ユーザが入力した検索要求に応じて情報検索を行う情報検索装置に関し、特に、オントロジを用いて検索要求を拡張し、情報検索を行う情報検索装置及びそのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットやイントラネットの普及により、日常的にさまざまな情報にアクセスし、それらを手に入れられるようになっている。インターネットやイントラネット上の情報は膨大であり、所望の情報を得るには何らかの情報検索装置の利用が不可欠な状況になってきている。
【０００３】
しかしユーザが情報検索装置に検索要求を入力する場合、所望の情報を漏れなくかつ不要な情報を含まずに取得するためには複雑な検索要求を入力することが必要となり、適切な検索要求を記述することはユーザへの負担が大きい。更に、ユーザが、詳しくない分野の情報を検索する場合、適切な検索要求を指定することはより難しくなる。情報検索においては漏れが少ないことを示す指標として「再現率」、不要な情報を含まない（いわゆるゴミが少ない）ことを表す指標として「適合率」を使い評価を行うことが一般的であり、再現率、適合率を向上させユーザの負担を減らすための技術開発が行われている。
【０００４】
従来より、ユーザの負担を減らしつつ、再現率を高める手法として検索要求拡張という手法がある。これは類義語情報が格納されているオントロジ（シソーラス）を用いることで検索要求を拡張するものである。これにより、ユーザがある分野の言葉を使って検索要求を記述した場合に、他の分野で違う言い方をしていても漏らさず取得できる。
例えば、検索要求拡張では検索要求として「送風機」と入力し、他の分野の文書に「ファン」という記述があった場合、検索要求がオントロジを用いて「送風機ｏｒファンｏｒブロワ」等と拡張されるため、「ファン」と記述された文書も取得でき、再現率が高くなる。しかし、一般に再現率と適合率はトレードオフの関係にあり、例えば、上記の例ではユーザは「ブロワ」の情報は必要ないと考えていても「ブロワ」と記述された文書も検索されてしまい、適合率が悪くなるという問題があった。そこで、例えば特許文献１に示す情報検索装置では適合率を向上させる手法として、ユーザの評価情報を再利用する手法が開示されている。この手法ではユーザが検索結果に「ブロワ」に関する文書が出力された際にこれを「不要」と入力することで「ブロワ」に対する重み付けが下がりこれが保存される。そして次回以降に同様の検索要求が与えられた場合、保存された重み付けを用いて検索要求拡張を行うことで適合率が向上する。
【０００５】
一方、オントロジを用いて情報処理のための知識として利用するアプローチの一つに「セマンティックＷｅｂ」がある。Ｗ３Ｃ（WorldWide WebConsortium）は、セマンティックＷｅｂのための標準規格として、メタデータを記述するフレームワークと言語を定義したＲＤＦ（Resource Description Framework）と、オントロジを記述するＲＤＦベースの言語ＯＷＬ（Web Ontology Language）を策定している。また、例えば、非特許文献１には、セマンティックＷｅｂの技術に基づきＲＤＦとして記述されたメタデータに対し、問い合わせを行い必要な情報を検索するための仕様がＳＰＡＲＱＬ（SPARQL Protocol and RDF Query Language）として規定されている。非特許文献１によれば、ＯＷＬを用いてオントロジとして類義語情報に止まらず、上位下位関係や全体部分関係などのより詳細な情報を記述しておき、オントロジに基づいて文書にメタデータを記述しておくことで、検索時にオントロジを参照して、検索の適合率、再現率を向上することが可能である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０８５９７号公報
【非特許文献１】SPARQL Query Language for RDF、［online］、［平成２０年４月１日検索］、インターネット＜URL:http://www.w3.org/TR/rdf-sparql-query/＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の特許文献１の手法は、類義語しか用いることができず、概念間の全体部分関係というユーザにとって一般的な情報を用いて適合率や再現率を向上することはできなかった。例えば「空調機のモータ」という記述がある文書と「空調機の圧縮機」という記述がある文書があった場合に、ユーザが空調機の部品である送風機に関する文書を調べたいと思って検索要求として『「空調機」「送風機」』と入力した場合を考える。このとき、ユーザの専門分野において一般的な情報である「モータは送風機の部品である」といった情報や「空調機の圧縮機は送風機とは別の部品である」といった情報を用いれば、「空調機のモータ」の文書のみを検索することが可能であるが、上記特許文献１の手法では「モータ」や「圧縮機」は、「空調機」や「送風機」の類義語ではないためどちらも検索結果として出力しないという問題があった。
【０００８】
一方、非特許文献１の手法では、オントロジに「送風機はモータを部品として持つ」といった情報や「空調機の圧縮機は送風機とは別の部品である」といった情報を記述しておき、オントロジを参照して検索要求拡張を行うことが可能である。しかし、ユーザの専門分野において一般的な情報をユーザごとに適用して検索要求拡張を行うためには、分野毎にオントロジを用意しておき、オントロジ間の対応付けを記述しておく必要があり手間がかかるという問題があった。
例えば送風機の概念は分野によって、モータを部品として持つものと、モータを自身に含まずモータと接続して用いるものがあり定義が異なる。そのため分野毎にオントロジを用意し、その分野での送風機はモータを含むか含まないかを記述しておく必要がある。また、一般的に「ある人工物がどのような部品を持つか」という情報はどのような組み合わせも原理的にあり得る上に、更新が頻繁に起こり、オントロジとして予め記述しておくと管理が複雑でコストがかかるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の問題を解決するためのものであり、ユーザの専門分野において一般的な情報を、予めオントロジに記述せずとも検索要求拡張に利用し、適合率と再現率の向上を可能とする情報検索装置及びそのプログラムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る情報検索装置は、概念間の関係を規定するオントロジを格納するオントロジデータベースと、概念を具体化した事物の構成情報であるメタデータを格納する検索要求拡張用メタデータデータベースと、検索要求を受け付け、この検索要求の内容を表す事物の構成情報を生成する初期部分構造生成部と、オントロジデータベースのオントロジを参照して、初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報と、概念が部分的に一致する事物の構成情報を検索要求拡張用メタデータデータベースから選択し、選択した事物の構成情報と初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報とを結合して、拡張した事物の構成情報を生成する関連部分構造生成部と、検索対象の文書に記述された事物の構成情報をメタデータとして格納する検索対象メタデータデータベースと、オントロジデータベースのオントロジを参照して、拡張した事物の構成情報と検索対象メタデータデータベース中のメタデータが持つ事物の構成情報とを照合し、拡張した事物の構成情報に含まれる事物の構成情報を持つメタデータを選択し出力する部分構造合致メタデータ検索部と、検索対象の文書を格納する検索対象文書データベースと、部分構造合致メタデータ検索部から出力されたメタデータに対応する文書を検索対象文書データベースから検索し出力する検索結果出力部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の情報検索装置は、検索要求から初期部分構造モデルを生成し、この初期部分構造モデルを、専門分野において一般的な情報である部分構造モデルを取得して関連部分構造モデルへ拡張し、検索対象メタデータデータベースから関連部分構造モデルと部分構造が合致するメタデータを検索し、合致する文書を提示するようにしたので、ユーザの専門分野において一般的な情報を、予めオントロジに記述せずとも検索要求拡張に利用し、適合率と再現率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による情報検索装置を示す構成図である。
図において、情報検索装置は、初期部分構造生成部１と、関連部分構造生成部２と、部分構造合致メタデータ検索部３と、検索結果出力部４と、オントロジデータベース５と、検索要求拡張用メタデータデータベース６と、検索対象メタデータデータベース７と、検索対象文書データベース８とを有する。
オントロジデータベース５は、物事の事象、名詞用の一般的な概念カテゴリであるクラスやクラス間の関係情報であるオントロジを格納するデータベースである。本実施の形態におけるメタデータデータベースには、文書に対するメタデータとして「どのような装置を構成する部品に対する記述がなされているか」という文書の要約情報が含まれている。本実施の形態ではこのような情報を部分構造情報と呼ぶ。検索要求拡張用メタデータデータベース６は、利用者の専門分野の文書に対するメタデータを格納するデータベースである。検索対象メタデータデータベース７は、検索対象となる文書のメタデータを格納するデータベースである。検索対象文書データベース８は検索対象となる文書を格納するデータベースである。
【００１３】
初期部分構造生成部１は、ユーザによる検索要求を受け付ける入力画面をオントロジデータベース５に格納されているオントロジに基づき生成し、入力された検索要求から対応する部分構造情報を生成する機能部である。関連部分構造生成部２は、検索要求拡張用メタデータデータベース６の部分構造情報を用いて、初期部分構造生成部１が生成した部分構造情報を拡張する機能部である。部分構造合致メタデータ検索部３は、関連部分構造生成部２によって拡張された部分構造情報と検索対象メタデータデータベース７に格納されるメタデータの部分構造情報とを、オントロジデータベース５に格納されるオントロジを用いて照合し、検索対象メタデータデータベース７に格納されるメタデータの中から検索要求に合致するメタデータを抽出する機能部である。検索結果出力部４は、部分構造合致メタデータ検索部３によって抽出されたメタデータに対応する文書を検索対象文書データベース８から取得し、検索結果としてユーザに提示する機能部である。
【００１４】
また、関連部分構造生成部２は、関連部分構造生成制御部９と、部分構造検索部１０と、部分構造結合部１１とを有する。関連部分構造生成制御部９は、部分構造情報を拡張する処理を制御する機能部である。部分構造検索部１０は、関連部分構造生成制御部９から渡された部分構造情報と結合することができる部分構造情報を検索要求拡張用メタデータデータベース６から抽出し、関連部分構造生成制御部９に出力する機能部である。関連部分構造生成制御部９は、部分構造検索部１０から返された部分構造情報を部分構造結合部１１へ出力する。部分構造結合部１１は、関連部分構造生成制御部９から渡された部分構造情報を結合して出力する機能部である。関連部分構造生成制御部９は、結合する情報がなくなるまで部分構造検索部１０、部分構造結合部１１との処理を繰り返し、最後に部分構造結合部１１から出力された部分構造情報を部分構造合致メタデータ検索部３へ出力する。
【００１５】
図２は、この発明の情報検索装置を実現するためのコンピュータのハードウェア資源の構成図である。
図２において、入力装置１０１は、検索要求の入力を行うためのキーボード、マウス等の入力装置である。制御装置１０２は、本発明の基本構成の初期部分構造生成部１、関連部分構造生成部２、部分構造合致メタデータ検索部３、検索結果出力部４における処理および全体の動作に関する制御を行うために用いられ、少なくともＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）１０２ａおよび主記憶装置１０２ｂを含んで構成される。二次記憶装置１０３は、本情報検索装置における初期部分構造生成部１、関連部分構造生成部２、部分構造合致メタデータ検索部３、検索結果出力部４の動作を実現するためのプログラムを格納すると共に、オントロジ、検索要求拡張用メタデータ、検索対象メタデータ、検索対象文書の格納のために使用される。また、制御装置１０２における演算処理の過程で主記憶装置１０２ｂの補助記憶として使用されることもある。出力装置１０４は、ディスプレイ等の表示装置１０４ａ、プリンタ等の印刷装置１０４ｂを含む出力装置であり、検索結果である文書等の内容の出力、および、処理の途中過程の出力に使用される。
【００１６】
記録媒体１０５は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等であり、記録媒体駆動装置１０６はそれを駆動する装置である。本装置を構成するプログラムやデータが記録媒体１０５に格納されている際には、記録媒体駆動装置１０６において読み出され、制御装置１０２を通じて、二次記憶装置１０３に格納され、動作に応じて制御装置１０２に読み出されて実行される。通信装置１０７は、他の制御装置との通信に用いられる。ここでは、説明を簡略化するため、情報検索装置が、一つのコンピュータで実現されるとして説明しているが、通信装置によって連携した複数の制御装置および二次記憶装置に分散される構成としても良い。
【００１７】
以下、実施の形態１の情報検索装置の動作について説明する。
本実施の形態では、クラスやクラス間の関係であるオントロジをＯＷＬを用いて記述する例で説明する。また、検索対象となる文書にはメタデータとしてクラスが具体化された個体であるインスタンスとインスタンス間の関係がＲＤＦで予め記述されている例で説明する。
【００１８】
ＲＤＦでは一つの叙述を、主語（ドメインと呼ばれる）、述語（プロパティと呼ばれリソースやリテラル間の関係をあらわす）、目的語（レンジと呼ばれる）という三つの要素（トリプルと呼ばれる）で表現し、トリプルの組み合わせで複雑な情報を表現する。一つ以上のトリプルからなるデータはＲＤＦグラフと呼ばれる。またドメインやレンジになりえる概念はリソースと呼ばれ、文字列などのデータはリテラルと呼ばれる。
【００１９】
図３は、本実施の形態におけるオントロジデータベースに保持されている人工物の定義の例である。図３（ａ）は人工物の定義をＯＷＬで記述したもので、図３（ｂ）は人工物の定義をＲＤＦグラフの一般的な表現法である有向ラベル付きグラフとして表現したものある。
【００２０】
ＲＤＦグラフを図３（ｂ）に示すような有向ラベルつきグラフで表現した場合、楕円がリソースを表し、矢印（アーク）がプロパティを表す。また、図３（ｂ）には存在しないが四角がリテラルを表す。また、矢印の刺さるノードがレンジ、反対側のノードがドメインを表す。例えば、図３（ｂ）では、「ａｒｔｉｆａｃｔはｔｈｉｎｇの下位概念である」ということが、ａｒｔｉｆａｃｔというリソースが上位下位関係を示すｉｓ−ａプロパティのドメインとなり、レンジがｔｈｉｎｇというリソースとなっていることで表現されている。また、以降、単に『「リソースＲ」が「プロパティＰ」を持つ』と表現した場合、「リソースＲ」が「プロパティＰ」のドメインになっていることを示すものとする。
【００２１】
図３に示すように、本実施の形態では人工物を全てのものを表す「ｔｈｉｎｇクラス」の下位概念として「ａｒｔｉｆａｃｔクラス」として定義している。また、人工物の特徴として、「人工物は部品として人工物を０個以上持つ」ということを「ａｒｔｉｆａｃｔクラスがｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティを持ち、レンジがａｒｔｉｆａｃｔクラスで、プロパティの出現回数の制約であるｃａｒｄｉｎａｌｉｔｙの値が０以上」とすることで定義している。
ここで、人工物の定義として使われる「部品を持つ」という関係を示す「ｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティ」は全ての関係を示す「ｐｒｏｐｅｒｔｙ」の下位概念として別に定義している。また、一般に「部品を持つ」という関係は、「ある人工物ａが部品ｂを持ち、その部品ｂがさらに部品ｃを持つとき、部品ｃは人工物ａの部品である」という関係の推移性を持つ。本実施の形態ではこのｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティの推移性を、ＯＷＬのＴｒａｎｓｉｔｉｖｅＰｒｏｐｅｒｔｙを用いて定義している。
また、図３では省略しているが、本実施の形態におけるオントロジにはａｒｔｉｆａｃｔクラスの下位クラスとして、送風機を示すｆａｎクラスやモータを示すｍｏｔｏｒクラスなどを定義している。
【００２２】
本実施の形態におけるメタデータデータベースには、文書に対するメタデータが格納されている。メタデータとしては一般に記述者、作成日、要約情報などが記述される。本実施の形態では各メタデータに「どのような装置を構成する部品に対する記述がなされているか」という文書の要約情報が、ａｒｔｉｆａｃｔクラスやその下位クラスのインスタンスとｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティを用いたＲＤＦグラフで記述される。以下ではａｒｔｉｆａｃｔクラスやその下位クラスとｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティを用いて記述されるツリー構造のＲＤＦグラフを部分構造モデルと呼ぶ。
【００２３】
部分構造モデルでは、ツリー構造の根（ルート）の階層から葉（リーフ）の階層へ従いモデルの粒度（グレインサイズ）が細かくなる。根の階層を第１階層とし、一つ粒度が細かい階層を第２階層という順番で階層に番号をつけ、その番号を階層数と呼ぶ。以下では特に最もグレインサイズが細かい階層を最細階層と呼ぶ。
【００２４】
検索要求拡張用メタデータデータベース６には、ユーザの専門分野に関する文書のメタデータが格納されている。図４は、本実施の形態における検索拡張用メタデータデータベース６に格納されているメタデータの例である。メタデータａｍ１、ａｍ２、ａｍ３の３種類のメタデータが格納されている。また、本実施の形態では、特に、点線の矢印はドメインのリソースがレンジのクラスのインスタンスで表すことを示す関係（ｉｎｓｔａｎｃｅ−ｏｆと呼ぶ）を表し、実線の矢印はそれ以外のプロパティを表すこととする。以降ではＲＤＦグラフを有向ラベル付きグラフとして表現する。
例えばメタデータａｍ１には部分構造モデルとして、『「ｆａｎクラスのインスタンスである送風機ａｉ１０」がｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティを持ち、レンジが「ｍｏｔｏｒクラスのインスタンスである電動機ａｉ１１」である』ということが記述されている。メタデータａｍ１の部分構造モデルにより「電動機ａｉ１１は送風機ａｉ１０の部品である」ということが表現され、文書ａｄ１は「送風機ａｉ１０の部品である電動機ａｉ１１に関する文書である」ということが分かる。
【００２５】
検索対象メタデータデータベース７には検索対象である文書のメタデータが格納されている。図５は、検索対象メタデータデータベース７に格納されているメタデータの例である。メタデータｂｍ１、ｂｍ２、ｂｍ３、ｂｍ４、ｂｍ５の５種類のメタデータが格納されている。
例えばｂｍ１には部分構造モデルとして、『「ａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒクラスのインスタンスである空調機ｂｉ１０」がｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティを持ち、レンジが「ｂｌａｄｅクラスのインスタンスであるプロペラｂｉ１１」である』ということが記述されている。これにより「プロペラｂｉ１１が空調機ｂｉ１０の部品である」ということが表現され、文書ｂｄ１は「空調機ｂｉ１０の部品であるプロペラｂｉ１１に関する文書である」ということが分かる。
【００２６】
初期部分構造生成部１は、ユーザの入力から、ユーザの入力に対応した部分構造モデルである初期部分構造モデルを生成し、関連部分構造生成部２へ出力する。図６（ａ）は本実施の形態における入力画面の例である。本実施の形態ではユーザによる「ある装置のある部品」という入力を装置に対応する全体ラジオボタンと部品を示す部分ラジオボタンの選択により受け付ける。初期部分構造生成部１は、各ラジオボタンを、オントロジデータベース５に格納されているオントロジを参照して、ａｒｔｉｆａｃｔクラスの全ての下位クラスに一対一に対応するように生成する。本実施の形態では、説明を簡略化するため、図６（ａ）に示すように検索要求は全体ラジオボタンのグループが一つ、部分ラジオボタンのグループが一つという例で説明するが、さらにグレインサイズの細かい部品を検索要求として指定できるように部分ラジオボタンのグループを複数提示するようにしても良い。
【００２７】
初期部分構造生成部１は、各ラジオボタンとクラスとの対応情報を保持しており、選択されたラジオボタンに対応するクラスのインスタンスをＲＤＦの形式で生成する。また、全体ラジオボタンの選択に従い生成されたインスタンスをドメイン、部分ラジオボタンの選択に従い生成されたインスタンスをレンジとしてｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティを記述する。以上の処理により、初期部分構造生成部１は初期部分構造モデルを生成する。生成した初期部分構造モデルは関連部分構造生成制御部９へ渡される。
以下、情報検索装置が部分構造モデルのリソースとしてインスタンスを生成する場合、インスタンス名はクラス名に「＿ｉｎｓ１」を付けるものとし、同じクラスのインスタンスが複数存在する場合は「＿ｉｎｓ１」の「１」を２，３と順に増やすことで対応するものとする。
【００２８】
例えば、前述の状態で、ユーザが初期部分構造生成部１に検索要求として「空調機の部品である送風機」と入力したとする。入力はユーザが図６（ａ）に示すように全体のラジオボタンのａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ、部分のラジオボタンのｆａｎを選択することで行われる。図６（ｂ）は図６（ａ）に示すユーザの選択により生成される初期部分構造モデルである。図６（ａ）に示すユーザの選択によりａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒクラスのインスタンスとしてａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ＿ｉｎｓというリソースとｆａｎクラスのインスタンスであるｆａｎ＿ｉｎｓというリソースが生成され、ａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒをドメイン、ｆａｎ＿ｉｎｓをレンジとするｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティが生成され、図６（ｂ）に示す初期部分構造モデルが生成される。初期部分構造生成部１は、生成した図６（ｂ）に示す初期部分構造モデルを関連部分構造生成制御部９へ渡す。関連部分構造生成制御部９は渡された初期部分構造モデルから関連部分構造モデルを生成し、部分構造検索部１０へ渡す。
【００２９】
図７は、関連部分構造生成制御部９の処理のフローの一例である。
関連部分構造生成制御部９は、先ず、ステップＳＴ１の処理として、与えられた初期部分構造モデルの最細階層が第何階層かを、根から葉までのｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔの数で最大のものを調べ、それに１を足すことで得る。葉は「初期部分構造モデルのリソースの中でｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティのレンジとなり、ドメインとなっていないリソース」という条件から特定でき、また、根は「部分構造モデルのリソースの中でｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティのドメインとなり、レンジとなっていないリソース」という条件から特定できる。得られた最細階層の階層数を検索階層数ｎとして保持する。また、初期部分構造モデルを中間部分構造モデルｍｍとして保持する。
【００３０】
次に、関連部分構造生成制御部９は、ステップＳＴ２の処理として、中間部分構造モデルｍｍで階層数がｎの階層にある全てのインスタンスのクラスを取得し、クラスｃ１、ｃ２・・・ｃｋ（ｋは整数）として保持する。
【００３１】
次に、関連部分構造生成制御部９は、ステップＳＴ３の処理としてクラスｃ１、ｃ２・・・ｃｋを部分構造検索部１０に渡す。部分構造検索部１０は、渡された全てのクラスについて、根がそのクラスのインスタンスである部分構造モデルを検索要求拡張用メタデータデータベース６に問い合わせ、検索結果として得られた全ての部分構造モデルを関連部分構造生成制御部９に渡す。もし、検索結果として部分構造モデルが得られなければ値がないことを示すＮｕｌｌを関連部分構造生成制御部９に渡す。関連部分構造生成制御部９は部分構造モデルが渡されると、渡された部分構造モデルを断片部分構造モデルｍ１、ｍ２・・・ｍｌ（ｌは整数）として保持する。
【００３２】
次に、関連部分構造生成制御部９は、ステップＳＴ４の処理として、もし、断片部分構造モデルが一つ以上あればステップＳＴ５の処理へ移行する。もし、断片部分構造モデルがなければ、現在の中間部分構造モデルｍｍを関連部分構造モデルとして部分構造合致メタデータ検索部３へ渡し、処理を終了する。
【００３３】
関連部分構造生成制御部９は、ステップＳＴ５の処理として、断片部分構造モデルｍ１、ｍ２・・・ｍｌを中間部分構造モデルｍｍ、検索階層数ｎと共に部分構造結合部１１へ渡す。部分構造結合部１１は、関連部分構造生成制御部９から渡された断片部分構造モデルｍ１、ｍ２・・・ｍｌを、中間部分構造モデルｍｍに結合する。結合は検索階層数ｎを参照し、「中間部分構造モデルｍｍの階層数がｎの階層に位置するインスタンス」と「断片部分構造モデルｍ１、ｍ２・・・ｍｌの根」のクラスが一致した場合に、「中間部分構造モデルｍｍの一致したインスタンス」に、「一致した断片部分構造モデルと同じ部分構造モデル」を追加することで行われる。部分構造結合部１１は結合して得られた部分構造モデルを関連部分構造生成制御部９へ渡す。
【００３４】
関連部分構造生成制御部９は、部分構造結合部１１から渡された部分構造モデルを現在の中間部分構造モデルｍｍと置換して保持し、次に、ステップＳＴ６の処理として、検索階層数ｎをインクリメントし、断片部分構造モデルｍ１、ｍ２・・・ｍｌとクラスｃ１、ｃ２・・・ｃｋを初期化する。そして、ステップＳＴ２の処理に戻り、ステップＳＴ２からの処理を繰り返す。以上の処理のフローにより、関連部分構造生成制御部９は関連部分構造モデルを生成し、部分構造合致メタデータ検索部３へ関連部分構造モデルを渡す。
【００３５】
例として、図６（ｂ）に示すモデルが初期部分構造モデルとして関連部分構造生成制御部９に渡された場合を説明する。まず関連部分構造生成制御部９は、図６（ｂ）に示す初期部分構造モデルの最細階層が第何階層かを調べ検索階層数ｎを得る。図６（ｂ）に示す初期部分構造モデルでは「ｆａｎ＿ｉｎｓ」が「ｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティのレンジとなりドメインとなっていないリソース」であるので葉であることが分かり、第１階層から「ｆａｎ＿ｉｎｓ」へのｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティの数は一つである。これにより、関連部分構造生成制御部９は最細階層が第２階層であると分かり、検索階層数ｎを２とする。また、関連部分構造生成制御部９は、初期部分構造モデルを中間部分構造モデルｍｍとして保持する。
【００３６】
次に、関連部分構造生成制御部９は検索階層数ｎが２であるので、中間部分構造モデルｍｍの第２階層に位置するリソースであるｆａｎ＿ｉｎｓのクラスであるｆａｎクラスを取得し、クラスｃ１として保持する。
次に、関連部分構造生成制御部９はクラスｃ１を部分構造検索部１０に渡す。
今、クラスｃ１はｆａｎクラスであるので、部分構造検索部１０はｆａｎクラスのインスタンスが根となっている部分構造モデルを検索要求拡張用メタデータデータベース６に問い合わせる。検索要求拡張用メタデータデータベース６に格納されている図４に示す３種類のメタデータのうち、メタデータａｍ１とメタデータａｍ３の部分構造モデルの根がｆａｎクラスのインスタンスであることから、メタデータａｍ１、ａｍ３の部分構造モデルが検索結果として得られる。部分構造検索部１０は得られた二つの部分構造モデルを関連部分構造生成制御部９に渡す。
【００３７】
関連部分構造生成制御部９は、渡されたメタデータａｍ１、ａｍ３の部分構造モデルを断片部分構造モデルｍ１、ｍ２とし、中間部分構造モデルｍｍ、検索階層数ｎと共に部分構造結合部１１へ渡す。
図８は、図６（ｂ）に示す初期部分構造モデルに図４に示すメタデータａｍ１、ａｍ３の部分構造モデルを結合して得られる部分構造モデルである。現在、検索階層数ｎは２であり、図６（ｂ）に示す初期部分構造モデルの第２階層のリソースはｆａｎ＿ｉｎｓである。そのため、ｆａｎ＿ｉｎｓのクラスであるｆａｎクラスのインスタンスを根として持つメタデータａｍ１、ａｍ３の部分構造モデルが図６（ｂ）に示す初期部分構造モデルのｆａｎ＿ｉｎｓに結合される。部分構造結合部１１は、図８に示す部分構造モデルを関連部分構造生成制御部９へ渡す。
関連部分構造生成制御部９は、部分構造結合部１１から渡された図８に示す部分構造モデルを現在の中間部分構造モデルｍｍと置換して保持する。また検索階層数ｎをインクリメントする。検索階層数ｎは３となる。また、断片部分構造モデルｍ１、ｍ２とクラスｃ１を初期化する。
【００３８】
関連部分構造生成制御部９の処理は図７のステップＳＴ２の処理に戻る。関連部分構造生成制御部９は、検索階層数ｎが３であり、今、保持している中間部分構造モデルｍｍは図８に示す部分構造モデルであるので、図８に示す部分構造モデルの第３階層のリソースであるｍｏｔｏｒ＿ｉｎｓとｂｌａｄｅ＿ｉｎｓのクラスであるｍｏｔｏｒクラスとｂｌａｄｅクラスを取得し、クラスｃ１、ｃ２として保持する。
次に、関連部分構造生成制御部９は、クラスｃ１、ｃ２を部分構造検索部１０へ渡す。今、クラスｃ１、ｃ２はｍｏｔｏｒクラス、ｂｌａｄｅクラスであるので、部分構造検索部１０は、ｍｏｔｏｒクラス及びｂｌａｄｅクラスのインスタンスが根となる部分構造モデルを検索要求拡張用メタデータデータベース６に問い合わせる。検索要求拡張用メタデータデータベース６に格納されている図４に示す３種類のメタデータのうち、メタデータａｍ２の部分構造モデルの根がｍｏｔｏｒクラスのインスタンスであることから、メタデータａｍ２の部分構造モデルが検索結果として得られる。部分構造検索部１０はメタデータａｍ２の部分構造モデルを関連部分構造生成制御部９へ渡す。
【００３９】
関連部分構造生成制御部９は、メタデータａｍ２の部分構造モデルを断片部分構造モデルｍ１とし、中間部分構造モデルｍｍ、検索階層数ｎと共に部分構造結合部１１へ渡す。
図９は、現在の中間部分構造モデルｍｍである図８に示す部分構造モデルに、断片部分構造モデルｍ１であるメタデータａｍ２の部分構造モデルを結合して得られる部分構造モデルである。現在、検索階層数ｎは３であり、図８に示す部分構造モデルの第３階層のリソースはｍｏｔｏｒ＿ｉｎｓとｂｌａｄｅ＿ｉｎｓである。そのため、ｍｏｔｏｒ＿ｉｎｓのクラスであるｍｏｔｏｒクラスのインスタンスを根として持つメタデータａｍ２の部分構造モデルが、図８に示す部分構造モデルのｍｏｔｏｒ＿ｉｎｓに結合される。部分構造結合部１１は図９に示す部分構造モデルを関連部分構造生成制御部９へ渡す。
関連部分構造生成制御部９は、部分構造結合部１１から渡された図９に示す部分構造モデルを現在の中間部分構造モデルｍｍと置換して保持する。また検索階層数ｎをインクリメントする。検索階層数ｎは４となる。また、断片部分構造モデルｍ１とクラスｃ１、ｃ２を初期化する。
【００４０】
関連部分構造生成制御部９の処理は、図７のステップＳＴ２の処理に戻る。関連部分構造生成制御部９は検索階層数ｎが４であり、現在の中間部分構造モデルｍｍは図９に示す部分構造モデルであるので、図９に示す部分構造モデルの第４階層のリソースであるｂｅａｒｉｎｇ＿ｉｎｓ、ｓｈａｆｔ＿ｉｎｓ、ｃｏｉｌ＿ｉｎｓのクラスであるｂｅａｒｉｎｇクラス、ｓｈａｆｔクラス、ｃｏｉｌクラスを取得しクラスｃ１、ｃ２、ｃ３として保持する。
次に、関連部分構造生成制御部９は、クラスｃ１、ｃ２、ｃ３を部分構造検索部１０へ渡す。
今、クラスｃ１、ｃ２、ｃ３はｂｅａｒｉｎｇクラス、ｓｈａｆｔクラス、ｃｏｉｌクラスであるので、部分構造検索部１０は、ｂｅａｒｉｎｇクラス、ｓｈａｆｔクラス、ｃｏｉｌクラスのいずれかのインスタンスが根となる部分構造モデルを検索要求拡張用メタデータデータベース６に問い合わせる。しかし、該当する部分構造モデルが存在しないため、検索結果をＮｕｌｌとして関連部分構造生成制御部９に渡す。
関連部分構造生成制御部９は、部分構造検索部１０から渡された値がＮｕｌｌであるため、断片部分構造モデルを保持しない。断片部分構造モデルがないため、現在の中間部分構造モデルｍｍである図９に示す中間部分構造モデルを関連部分構造モデルとして部分構造合致メタデータ検索部３へ渡す。
以上で関連部分構造生成制御部９の処理は終了する。
【００４１】
部分構造合致メタデータ検索部３は、関連部分構造生成制御部９から渡された関連部分構造モデルと検索対象メタデータデータベース７の各メタデータの部分構造モデルとを照合し、メタデータ内の部分構造モデルが関連部分構造モデルに含まれている場合、そのメタデータの部分構造モデルは関連部分構造モデルに合致していると判定する。部分構造合致メタデータ検索部３は、合致していると判定した部分構造モデルが付与されている文書を検索結果出力部４へ渡す。
【００４２】
例として、図９に示す部分構造モデルが部分構造合致メタデータ検索部３に渡され、検索対象メタデータデータベース７に図５に示すメタデータが格納されていた場合を説明する。
関連部分構造モデルと検索対象メタデータデータベース７の各メタデータが合致しているかの判定は、メタデータが持つ部分構造モデルのパスが関連部分構造モデルに存在するかどうかを問い合わせることで行われる。例えば、メタデータｂｍ１の部分構造モデルは「空調機ｂｉ１０」から「プロペラｂｉ１１」へｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティが引かれているので、「図９に示す部分構造モデルにａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒクラスのインスタンスからｂｌａｄｅクラスのインスタンスへｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティが存在するか」を問い合わせる。図９に示す部分構造モデルには、ａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒクラスのインスタンスであるａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ＿ｉｎｓからｆａｎクラスのインスタンスであるｆａｎ＿ｉｎｓ、ｆａｎ＿ｉｎｓからｂｌａｄｅクラスのインスタンスであるｂｌａｄｅ＿ｉｎｓへそれぞれｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティが引かれている。ここで、オントロジデータベース５のオントロジにｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティは推移性を持つと定義されているため、ａｉｒ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒクラスのインスタンスからｂｌａｄｅクラスのインスタンスへｈａｓ−ａｒｔｉｆａｃｔプロパティが存在すると判断でき、メタデータｂｍ１の部分構造情報は図９に示す部分構造モデルに合致していると判定する。
【００４３】
同様の処理を図５に示すメタデータｂｍ２、ｂｍ３、ｂｍ４、ｂｍ５に行った結果、メタデータｂｍ２の部分構造モデルが図９に示す部分構造モデルに合致し、メタデータｂｍ３、ｂｍ４、ｂｍ５の部分構造モデルは合致しないと判定される。
【００４４】
部分構造合致メタデータ検索部３は、合致していると判定した図５に示すメタデータｂｍ１、ｂｍ２の部分構造モデルを検索結果出力部４へ渡す。検索結果出力部４は、渡された部分構造モデルが付与されている図５に示す文書ｂｄ１とｂｄ２を検索結果として出力する。
【００４５】
以上のように、実施の形態１の情報検索装置によれば、概念間の関係を規定するオントロジを格納するオントロジデータベースと、概念を具体化した事物の構成情報であるメタデータを格納する検索要求拡張用メタデータデータベースと、検索要求を受け付け、この検索要求の内容を表す事物の構成情報を生成する初期部分構造生成部と、オントロジデータベースのオントロジを参照して、初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報と、概念が部分的に一致する事物の構成情報を検索要求拡張用メタデータデータベースから選択し、選択した事物の構成情報と初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報とを結合して、拡張した事物の構成情報を生成する関連部分構造生成部と、検索対象の文書に記述された事物の構成情報をメタデータとして格納する検索対象メタデータデータベースと、オントロジデータベースのオントロジを参照して、拡張した事物の構成情報と検索対象メタデータデータベース中のメタデータが持つ事物の構成情報とを照合し、拡張した事物の構成情報に含まれる事物の構成情報を持つメタデータを選択し出力する部分構造合致メタデータ検索部と、検索対象の文書を格納する検索対象文書データベースと、部分構造合致メタデータ検索部から出力されたメタデータに対応する文書を検索対象文書データベースから検索し出力する検索結果出力部とを備えたので、次のような効果がある。即ち、ユーザの専門分野に一般的な情報をオントロジとして予め記述せずとも、各文書に専門分野の情報の一部をメタデータとして記述しておくだけで、関連部分構造生成部により専門分野の情報を生成することができるため、事前準備にかかる手間を軽減できる効果が得られる。また、部分構造を用いて検索要求拡張を行うことにより、検索要求として明示されないグレインサイズの細かい概念まで網羅した検索を行うことができるため再現率が向上する。また、部分構造合致メタデータ検索部により部分構造を用いて検索対象となる文書を抽出するため、検索要求と同じ概念であるが違う概念を構成する部品についての文書などを抽出しないため適合率を向上する効果が得られる。
【００４６】
また、実施の形態１の情報検索装置によれば、関連部分構造生成部が、拡張した事物の構成情報と概念が部分的に一致する事物の構成情報が検索要求拡張用メタデータデータベースに存在する場合、事物の構成情報と拡張した事物の構成情報とを結合して、拡張した事物の構成情報を更に拡張するようにしたので、より適合率と再現率を向上させることができる。
【００４７】
また、実施の形態１の情報検索装置によれば、検索要求拡張用メタデータデータベースのメタデータは、全体部分関係を用いて、階層を持つツリー構造の部分構造モデルとして記述され、関連部分構造生成部は、拡張した事物の構成情報の階層ごとに、概念が部分的に一致する部分構造モデルを検索要求拡張用メタデータデータベースから選択するようにしたので、更に適合率と再現率を向上させることができる。
【００４８】
また、実施の形態１の情報検索プログラムによれば、概念間の関係を規定するオントロジを格納するオントロジデータベースと、概念を具体化した事物の構成情報であるメタデータを格納する検索要求拡張用メタデータデータベースと、検索対象の文書に記述された事物の構成情報をメタデータとして格納する検索対象メタデータデータベースと、検索対象の文書を格納する検索対象文書データベースとを用いて情報検索を行うコンピュータを、検索要求を受け付け、検索要求の内容を表す事物の構成情報を生成する初期部分構造生成部と、オントロジデータベースのオントロジを参照して、初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報と、概念が部分的に一致する事物の構成情報を検索要求拡張用メタデータデータベースから選択し、選択した事物の構成情報と初期部分構造生成部が生成した事物の構成情報とを結合して、拡張した事物の構成情報を生成する関連部分構造生成部と、オントロジデータベースのオントロジを参照して、拡張した事物の構成情報と検索対象メタデータデータベース中のメタデータが持つ事物の構成情報とを照合し、拡張した事物の構成情報に含まれる事物の構成情報を持つメタデータを選択し出力する部分構造合致メタデータ検索部と、部分構造合致メタデータ検索部から出力されたメタデータに対応する文書を検索対象文書データベースから検索し出力する検索結果出力部として機能させるようにしたので、ユーザの専門分野において一般的な情報を、予めオントロジに記述せずとも検索要求拡張に利用し、適合率と再現率を向上させることができる情報検索装置をコンピュータ上に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の実施の形態１による情報検索装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による情報検索装置を実現するためのハードウェア構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による情報検索装置のオントロジデータベースに保持されている人工物の定義の例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による情報検索装置の検索拡張用メタデータデータベースに格納されているメタデータの例を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による情報検索装置の検索対象メタデータデータベースに格納されているメタデータの例を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による情報検索装置の入力画面と生成される初期部分構造モデルの例を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１による情報検索装置の関連部分構造生成制御部の処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１による情報検索装置の初期部分構造モデルにメタデータの部分構造モデルを結合して得られる部分構造モデル（その１）を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１による情報検索装置の初期部分構造モデルにメタデータの部分構造モデルを結合して得られる部分構造モデル（その２）を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  初期部分構造生成部、２  関連部分構造生成部、３  部分構造合致メタデータ検索部、４  検索結果出力部、５  オントロジデータベース、６  検索要求拡張用メタデータデータベース、７  検索対象メタデータデータベース、８  検索対象文書データベース、９  関連部分構造生成制御部、１０  部分構造検索部、１１  部分構造結合部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009276826.tif 000008
【図７】
2009276826.tif 000009
【図８】
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【図９】
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