語義相似性度量及其在設計管理系統(tǒng)中的應用.pdf

1、語義相似性度量一直以來都是人工智能和心理學領域的研究熱點。人工智能領域的相似性度量模型，以關于相似性的假設為基礎，致力于從特定的知識表述中計算出對象間的相似性。而心理學領域的相似性度量模型，則以實驗數(shù)據(jù)為基礎，致力于模擬人的相似性感受。將心理學的研究成果應用于人工智能的研究中，是未來發(fā)展的方向。本論文以心理學的相似性模型為基礎，借鑒人對相似性認知的產生過程，建立了一個基于模糊比較的OWL概念語義相似性度量模型—FuzzyCon模型。該模

2、型以OWL DL描述的本體概念為計算對象，從OWLDL的語義中計算概念的相似性。 本體概念的相似性度量包含了三個要素：本體概念、語義和相似性。論文在分析OWL DL的性質和描述邏輯的相關概念的基礎上，利用OWL DL與描述邏輯SHOIN(D)之間的等價關系，將OWL DL表述的概念轉化為SHOIN(D)中的一組公理，并將這組公理規(guī)整為以角色為中心的范式(SSNF)；在分析概念的SSNF基礎上，論文提出概念的特性集由概念的

3、顯蘊涵子項、隱蘊涵子項和角色連接概念構成，并論述了這三種元素在相似性度量中的作用。 FuzzyCon模型是Rodriguez.Egenhofer模型的擴展。論文用模糊集構造概念特性集的模糊交集和模糊差集；以概念間的相似性函數(shù)為基礎，構建模糊交集和模糊差集的隸屬函數(shù)；用特性權值定義顯著性函數(shù)f，使函數(shù)f的值與概念特性集中特性的多寡和特性權值的大小成正比。模糊集和特性權值的引入，使FuzzyCon模型的計算結果能表現(xiàn)用戶的個

4、性化相似性認識。 論文分析了相似性的產生過程以及心理學中刺激量與心理量的關系，引入了概念權值來模擬心理量所具有的特征。根據(jù)人的心理特點，設定了兩個約束概念權值的因素，以使概念權值具有心理量的特征；討論了結合構造符、約束構造符和人的主觀性對概念權值的影響。在此基礎上，論文提出了概念權值的計算模型-Salience模型，從概念的定義中計算出權值；證明了在循環(huán)TBox T中，可在有限的迭代次數(shù)中使概念權值趨向一個固定值；給出

5、概念的特性權值的計算方法，并闡述了特性權值的特點。 論文用實驗的方法驗證和分析FuzzyCon模型與Salience模型的性質。結合相似值的心理學特點，提出了概念的相似值沒有數(shù)值意義，只有比較意義這一論斷；針對本體及本體概念的特點，提出本體概念的相似性評價應是在技術層面上的評價一即計算的結果是否能反映本體建模者的意圖，體現(xiàn)本體概念的特點，符合模型使用者的感受。論文引入了秩和斯皮爾曼秩相關系數(shù)等相似性評價指標，闡述了斯皮爾曼秩

6、相關系數(shù)的缺點，提出了一種新的相似性評價指標一相似性的差異度。利用這些評價指標，論文比較了FuzzyCon模型、Wu_Palmer模型和Rodriguez_Egenhofer模型，發(fā)現(xiàn)FuzzyCon模型在保持這兩個模型特性的同時，具有更高的區(qū)分同層次概念間相似性的能力，且差別分辨度大大優(yōu)于這兩個模型。實驗結果表明，F(xiàn)uzzyCon模型能適應本體進化的需求，具有豐富的概念相似性表現(xiàn)力，并且計算結果更符合人的心理感受。 論文最