动画素材的领域本体模型与语义推理研究

目前,主流的信息检索系统都是基于语法层上的关键词匹配或者内容分类目录的检索技术,导致计算机无法理解信息的语义内容,存在信息的误检、漏检等缺陷。为了使检索具有智能性,研究者们提出了“本体(Ontology)”的概念,利用本体论对资源进行描述,极大提高了检索的精确度,因此基于本体的信息检索成为研究的热点。然而,本体的语义表达能力局限于描述逻辑(DL),不能表达自定义的一般规则,从而语义Web规则语言(SWRL)应运而生。两者都使系统在查准率和查全率上有了更好的保证。 作为国家863子项目“动画素材语义检索系统”的核心工作,本文主要研究内容如下: 研究本体的构建方法论。目前还没有一套系统完整的领域本体构建方法,在深入分析现有松散的方法论基础上,结合卡通动画领域的特性,提出了一套动画素材领域本体构建方法论,强调本体建设与语义标注之间的协作。实验证明该方法论符合人类的思维认知,具有很强的可操作性、扩展性以及自适应性,因此对其他领域本体的建立同样具有重要的指导意义。 确定方法论后,构建了一个动画素材领域本体,并在此本体基础上,结合自制的动画剧集《星城科普游》构建了“星城记”动画任务本体。这两个本体是整个动画素材语义检索系统的核心基础,为语义标注模块、索引建立、语义扩展、语义推理以及语义检索的实现奠定了坚实的基础。 研究本体的语义推理机制。分析Racer推理机以及Jess推理引擎,改进了Jess的推理算法RETE,加速了推理的进程,提高了推理效率,并在SWRL解析器的基础上提出并构造了推理方案,根据《星城科普游》剧情定义SWRL推理规则,进行正向推理,将推理结果反栏捅咎?检索出了希望的动画素材。 为动画素材语义检索系统实现了本体服务器,并综合上述所有研究成果对系统的查询效率、查全率与查准率做了一系列的实测实验。结果表明:动画素材领域本体与任务本体以及基于SWRL规则的推理确实保证了检索动画素材时的查全率与查准率,使得语义检索系统具有更强的实用性。