基于本體和規(guī)則的受控自然語(yǔ)言系統(tǒng)模型研究.pdf

1、從20世紀(jì)50年代至今，自然語(yǔ)言處理作為人工智能的一個(gè)重要分支有很大發(fā)展。但是由于自然語(yǔ)言本身的特性，目前計(jì)算語(yǔ)言技術(shù)還不能像人一樣處理自然語(yǔ)言，從而限制了自然語(yǔ)言在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用。受控自然語(yǔ)言是自然語(yǔ)言的一個(gè)子集，以語(yǔ)言學(xué)、邏輯學(xué)、知識(shí)分類(lèi)理論、心理學(xué)和信息學(xué)等為理論基礎(chǔ)，在一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)限制自然語(yǔ)言的詞庫(kù)、語(yǔ)法及意義，減少或者消除語(yǔ)言的歧義性和復(fù)雜性的目的，從而提高了自然語(yǔ)言在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用性。語(yǔ)義網(wǎng)是目前被廣泛用于知識(shí)表示的一種技

2、術(shù)，目的是構(gòu)造一個(gè)以本體為核心的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)。目前，由W3C組織提出的OWL 本體和SWRL 規(guī)則技術(shù)規(guī)范已經(jīng)廣泛用于構(gòu)造各種知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)。本文在對(duì)受控自然語(yǔ)言、本體及規(guī)則的相關(guān)理論進(jìn)行深入研究基礎(chǔ)上，提出了基于本體和規(guī)則的受控自然語(yǔ)言系統(tǒng)模型，主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 首先，建立了基于WordNet的受控自然語(yǔ)言本體詞庫(kù)模型CNLNet，采用本體論描述領(lǐng)域概念及概念之間的關(guān)系，便于受控自然語(yǔ)言系統(tǒng)進(jìn)行歧義消解處理。WordN

3、et是一個(gè)規(guī)模最大并且使用最為廣泛的在線英語(yǔ)語(yǔ)義詞典。WordNet 把同義詞集合作為基本元素按照一種系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，每個(gè)同義詞集合代表一個(gè)詞匯概念，語(yǔ)義之間的關(guān)系通過(guò)概念之間的關(guān)系體現(xiàn)，包括同義關(guān)系、反義關(guān)系、整體與部分和上下位關(guān)系等等，形成一個(gè)完整的詞匯語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)。本體是從哲學(xué)范疇借用的一個(gè)概念，是語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的重要內(nèi)容，具有強(qiáng)大的語(yǔ)義描述能力，采用形式化和結(jié)構(gòu)化的方式從不同的層次對(duì)本體及本體之間的關(guān)系進(jìn)行語(yǔ)義描述，便于計(jì)算機(jī)

4、可以識(shí)別并且對(duì)其進(jìn)行解釋和處理。
　　 其次，提出了基于本體詞庫(kù)的下文無(wú)關(guān)文法理論的受控自然語(yǔ)言解釋器CNLInterpreter。CNLInterpreter 有兩部分組成：句法剖析器和語(yǔ)法樹(shù)解釋器。句法剖析器以概率詞條化上下文無(wú)關(guān)文法理論為基礎(chǔ)，結(jié)合CNLNet 本體詞庫(kù)，把受控自然語(yǔ)言句子剖析成抽象語(yǔ)法樹(shù)；語(yǔ)法樹(shù)解釋器把抽象語(yǔ)法樹(shù)解釋成中間表達(dá)語(yǔ)言篇章表述結(jié)構(gòu)，篇章表述結(jié)構(gòu)描述了受控自然語(yǔ)言句子的語(yǔ)義信息。實(shí)驗(yàn)證明該解釋器

5、具有較好的句法剖析和語(yǔ)義解釋能力。然后，提出了基于本體和規(guī)則的受控自然語(yǔ)言系統(tǒng)的推理機(jī)CNLReasoner。CNLReasoner的邏輯基礎(chǔ)是語(yǔ)義網(wǎng)OWL 本體公理和SWRL 規(guī)則公理。受控自然語(yǔ)言句子經(jīng)過(guò)語(yǔ)言處理部分生成篇章表述結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)知識(shí)轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換成語(yǔ)義網(wǎng)OWL 本體和SWRL 規(guī)則知識(shí)，最后通過(guò)Jess 規(guī)則引擎對(duì)知識(shí)進(jìn)行推理。實(shí)驗(yàn)證明了該推理機(jī)的正確性和有效性。
　　 最后，建立了基于本體和規(guī)則的受控自然語(yǔ)言的

6、用戶(hù)接口系統(tǒng)模型。基于邏輯的受控自然語(yǔ)言具有形式邏輯的基礎(chǔ)，除了可以用于描述知識(shí)外，還可以作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶(hù)接口與用戶(hù)進(jìn)行交互。受控自然語(yǔ)言句子通過(guò)語(yǔ)言處理部分生成篇章表述結(jié)構(gòu)，通過(guò)基于本體和規(guī)則的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)識(shí)別用戶(hù)輸入的關(guān)鍵語(yǔ)義信息，提交給應(yīng)用系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)操作，并返回執(zhí)行結(jié)果信息。
　　 通過(guò)以上工作，本文詳細(xì)討論了基于本體和規(guī)則的受控自然語(yǔ)言系統(tǒng)模型。本文在本體和規(guī)則的理論基礎(chǔ)上提出了兩種受控自然語(yǔ)言應(yīng)用模型：一是基于本體

7、和規(guī)則的推理系統(tǒng)，結(jié)合語(yǔ)義網(wǎng)本體和規(guī)則公理進(jìn)行推理，構(gòu)建知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)；二是基于本體和規(guī)則的用戶(hù)接口系統(tǒng)，通過(guò)本體與規(guī)則分析受控自然語(yǔ)言的語(yǔ)義信息，提交給應(yīng)用系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)動(dòng)作，完成業(yè)務(wù)操作。這兩個(gè)系統(tǒng)模型基本實(shí)現(xiàn)了本體、規(guī)則和受控自然語(yǔ)言的有機(jī)結(jié)合，為受控自然語(yǔ)言在相關(guān)領(lǐng)域范圍內(nèi)應(yīng)用提供技術(shù)支持框架。實(shí)驗(yàn)表明，本文提出的基于本體和規(guī)則的受控自然語(yǔ)言系統(tǒng)模型不僅具有重要的理論意義，而且具有實(shí)用價(jià)值，本文研究結(jié)果可以作為受控自然語(yǔ)言相關(guān)應(yīng)用研