[論文レビュー] Ontology Based Query Expansion Using Word Sense Disambiguation

M. Barathi, S. Valli|arXiv (Cornell University)|Mar 7, 2010

Semantic Web and Ontologies参考文献 16被引用数 13

ひとこと要約

本稿では、語義的意味あいまい性解消（WSD）、WordNet、およびドメイン固有のオントロジーを活用して、情報検索の正確性と再現率を向上させる意味ベースのクエリ拡張手法を提案する。クエリ語の正しい意味を特定し、オントロジーおよびWordNetからの意味的関係を活用することで、文脈を考慮した検索を強化し、従来のキーワードベース手法と比較して、結果の関連性を顕著に向上させる。

ABSTRACT

The existing information retrieval techniques do not consider the context of the keywords present in the user's queries. Therefore, the search engines sometimes do not provide sufficient information to the users. New methods based on the semantics of user keywords must be developed to search in the vast web space without incurring loss of information. The semantic based information retrieval techniques need to understand the meaning of the concepts in the user queries. This will improve the precision-recall of the search results. Therefore, this approach focuses on the concept based semantic information retrieval. This work is based on Word sense disambiguation, thesaurus WordNet and ontology of any domain for retrieving information in order to capture the context of particular concept(s) and discover semantic relationships between them.

研究の動機と目的

• 従来の情報検索システムがユーザークエリにおける意味的文脈を無視するという限界に対処すること。
• クエリ語の意味的理解を統合することで、検索の正確性と再現率を向上させること。
• 語の意味あいまい性解消とオントロジーやWordNetからの意味的関係に基づいたクエリ拡張技術を開発すること。
• キーワードがクエリ語と完全に一致しなくても、意味的に関連する文書を検索可能にする仕組みを提供すること。
• ユーザークエリ内の概念的関係を捉える文脈に配慮した情報検索のフレームワークを提供すること。

提案手法

• 本手法は、ユーザークエリ内の各キーワードの正しい意味を特定するために語の意味あいまい性解消（WSD）を適用する。
• ピッツォン・WordNetの同義語辞書を用いて、各意味特定済み語について同義語および意味的関係（例：上位概念、下位概念）を同定する。
• ドメイン固有のオントロジーを統合することで、WordNetを超えた意味的関係を豊かにし、専門的な概念的リンクを捉える。
• 意味あいまい性解消された意味に基づき、WordNetおよびドメインオントロジーからの意味的に関連する語を用いてクエリ語を拡張する。
• 拡張されたクエリを用いて文書を検索し、文脈に配慮した拡張によって関連性を向上させる。
• WSDとオントロジーに基づく拡張を組み合わせることで、意味的に整合性のある語のみをクエリに追加することを保証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 語の意味あいまい性解消は、情報検索におけるクエリ拡張の正確性をどのように向上させるか？
• RQ2 WordNetおよびドメインオントロジーからの意味的関係は、検索の正確性と再現率をどの程度向上させるか？
• RQ3 WSDおよびWordNetとドメイン固有のオントロジーを統合することで、キーワードベース手法よりも関連性の高い文書検索が可能になるか？
• RQ4 文脈に配慮したクエリ拡張は、従来の手法と比較して結果の関連性にどのような影響を与えるか？
• RQ5 オントロジーやWordNetから導出される意味的関係は、効果的なクエリ拡張にどのように寄与するか？

主な発見

• 提案手法は、クエリ拡張に意味的文脈を組み込むことで、検索の正確性と再現率を顕著に向上させる。
• ドメイン固有のオントロジーをWordNetおよびWSDと統合することで、キーワード単独を使用する場合よりも関連性の高い文書検索が可能になる。
• 語の意味あいまい性解消は、ユーザークエリの曖昧性を効果的に低減し、意味的に関連する語を正確に拡張可能にする。
• WordNetとドメインオントロジーの両方を活用することで、より豊かな意味的関係が発見され、結果の関連性が向上する。
• 意味あいまい性解消された概念に基づくクエリ拡張は、ベースラインのキーワードベース検索を上回る結果の質を実現する。
• フレームワークは、意味的リソースを用いた文脈に配慮した拡張が、より効果的な情報検索を実現できることを示している。