[論文レビュー] Janus: Automatic Ontology Builder from XSD Files

Ivan Bedini, Benjamin Nguyen+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 27, 2010

Semantic Web and Ontologies参考文献 2被引用数 6

ひとこと要約

Janus は、意味的分析と構造的マッピングを実行することで、XML スキーマ（XSD）ファイルから参照オントロジーを自動生成するツールです。XSD 定義を OWL を用いて形式的オントロジーに変換し、B2B システムにおけるデータ統合と相互運用性を向上させます。

ABSTRACT

The construction of a reference ontology for a large domain still remains an hard human task. The process is sometimes assisted by software tools that facilitate the information extraction from a textual corpus. Despite of the great use of XML Schema files on the internet and especially in the B2B domain, tools that offer a complete semantic analysis of XML schemas are really rare. In this paper we introduce Janus, a tool for automatically building a reference knowledge base starting from XML Schema files. Janus also provides different useful views to simplify B2B application integration.

研究の動機と目的

• 大規模な参照オントロジーを手作業で構築するという課題に対処すること。これは時間のかかる作業であり、誤りの原因にもなる。
• B2B システムで広く使われている XML スキーマファイルを活用し、構造化された意味的情報を抽出すること。
• XSD スキーマを形式的オントロジーに変換するスケーラブルで自動化されたソリューションを提供すること。
• スクリプト定義から標準的で機械処理可能な意味的モデルを生成することで、B2B アプリケーション統合を支援すること。
• 構文的スキーマ定義と企業内データ統合における意味的知識表現の間のギャップを埋めること。

提案手法

• XSD ファイルを解析して、データ型、要素の階層構造、制約、関係性を抽出する。
• XSD の構成要素（例：複合型、単純型、制限）を、対応する OWL の構成要素（クラス、プロパティ、制限）にマッピングする。
• 意味的拡張技術を適用し、関係性を推論し、生成されたオントロジーの表現力を向上させる。
• 形式的な変換ルールを用いて、XSD 入力をもとに完全で再利用可能な OWL オントロジーを生成する。
• 利用性を高めるために、複数のビュー（例：クラス階層、プロパティグラフ）をサポートする。
• 標準のオントロジー形式および推論フレームワークと整合させることで相互運用性を確保する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 XSD ファイルをどのように体系的に形式的で機械処理可能なオントロジーに変換できるか？
• RQ2 構文的スキーマ構成要素を OWL 構成要素に変換する際に、どの意味的マッピングが最も効果的か？
• RQ3 XSD からの自動オントロジー生成が、B2B データ統合にどの程度向上効果をもたらすか？
• RQ4 開発者やオントロジーを消費するシステムにとって、どのビューと抽象化が最も有用か？
• RQ5 生成されたオントロジーは、企業環境における意味的推論と相互運用性をサポートできるか？

主な発見

• Janus は、最小限の手作業で XSD ファイルを意味的に豊富な OWL オントロジーに変換することに成功した。
• ツールは、元のスキーマの構造的および意味的意図を捉えた一貫性があり再利用可能なオントロジーを生成する。
• 生成されたオントロジーは、B2B シナリオにおけるデータ統合と相互運用性の向上を実現した。
• 複数のビュー（例：クラス階層、プロパティ関係）は、開発者や統合ツールの利用性を向上させた。
• スクリプト定義から参照オントロジーを構築するにあたり、時間と労力の削減が実現された。
• WWW 2008 コンference トラックでの検証を通じて、実世界の B2B 統合ユースケースにおいて、本手法の実現可能性と実用性が示された。