CN104933181A - 一种数学公式搜索方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数学公式搜索方法及装置，该装置包括公式数据库，用于储存各类公式数据以及每个公式对应的解释和应用案例数据；数据库更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新公式数据库；人机操作模块，用于输入需要查询的数学公式，并将数据发送到数据处理器；同时还用于输入信息调用命令；中央处理器，用于对输入的数学公式按规则建立索引；根据信息调用命令，从公式数据库中调用人们所需的数据信息，并用于添加用户、删除用户、密码修改、权限管理；检索模块。本发明可以根据不同的公式选择不同的输入模式，检索过程简单快速，在得到检索结果时，可以得到该公式的原理介绍以及应用案例等数据，减省了用户的时间，使用方便。

Description

一种数学公式搜索方法及装置

技术领域

本发明涉及搜索引擎领域，具体涉及一种数学公式搜索方法及装置。

背景技术

随着互联网应用的发展、以及各种类型的数字化内容(文本、图片、音频和视频等)以指数级的形式呈现出爆炸性的增长，如何根据用户的输入在海量信息中准确地查找相关内容，是一个非常基础而又具有重大意义的技术挑战。目前，以Google、百度等为代表的通用搜索引擎在一定程度上已经较好地解决了这一难题。

然而以通用搜索引擎为代表及其他基于传统的文本检索系统的软件、网络应用等，在针对各类数理化公式及其他符号(如五线谱、化学分子式等)的搜索上仍然具有很大的局限性，从而在理科教育、科研工程甚至其他方面无法满足用户的搜索需求。现有技术中所常用的数学搜索系统主要有利用文本信息检索系统对数学关键词搜索和对数学公式等内容进行粗粒度搜索。其中利用文本信息检索系统对数学关键词搜索是一种基于数学术语元数据搜索，可以实现对数学内容进行粗粒度搜索，这种方法无需考虑数学搜索与通用搜索的区别。这种方法通常可以同时支持文本搜索和数学公式搜索。但是不支持更高级别的数学搜索，比如要搜索a²+c＝2a，其中a可以是任意相同的表达式，这种查询就不能执行。这种方法最大的优势在于依赖一种已存在的成熟技术，但是它没有完全支持面向数学公式的查询。另一种相似的思想是依靠基于XML的XQuery搜索引擎。这两种方法的优势在于都依靠一种已存在的技术，但是它们都没有提供完全面向数学的搜索方法。

对数学公式等内容进行细粒度搜索，对数学公式的整体及部分具有一定语法结构和语义的子公式建立索引并进行搜索，这种方法比文本信息检索系统具有更强大的功能，并且更加高效。比如将模式匹配应用到基础编程语言中，在数据库中搜索数学内容并从中搜集到结构化元数据以进行有效检索。具体而言，现有技术中所使用的两种数学公式搜索方法的局限性主要表现在以下两个方面：

1.输入障碍

对于一些简单的如数学公式y＝3x+5之类的公式化数据，用户可以通过键盘直接输入；而对于诸如这类结构性并不算复杂的公式如何准确进行输入，则缺乏统一的标准。具有一定数学和计算机语言知识背景的专业人士可能会输入1/sqrt(x)、1/sqrt{x}或一种出版行业通用的编辑排版的LaTeX语言的标准表达式\frac{1}{\sqrt{x}}，甚至不规则的近似输入1/√x以√代替根号。但对于结构更为复杂的微积分表达式，例如则令用户捉襟见肘、根本无法输入，即使近似输入来表达积分区间也几乎不可能。

2.搜索结果的准确度和相关性

现有基于文本的搜索引擎都只能单一的搜到公式，其原理介绍以及应用案例等，都需要重新去查询，这无疑增加了用户的工作量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种数学公式搜索方法及装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种数学公式搜索装置，包括

公式数据库，用于储存各类公式数据以及每个公式对应的解释和应用案例数据；

数据库更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新公式数据库；

人机操作模块，包括键盘输入模块、手写输入模块以及语音输入模块，用于输入需要查询的数学公式，并将数据发送到数据处理器；同时还用于输入信息调用命令；

中央处理器，用于对输入的数学公式按规则建立索引；根据信息调用命令，从公式数据库中调用人们所需的数据信息，并用于添加用户、删除用户、密码修改、权限管理；

数据处理器，用于将接收的输入的数学公式，并将其转换为文本数据，发送到检索模块；

检索模块，用于接收数据处理器发来的文本数据，将文本数据与公式数据库中的公式数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给液晶显示屏；

液晶显示屏，用于显示检索模块的检索结果；

语音单元，用于语音播放检索模块的检索结果。

优选的，还包括语言单元，用于选择不同的播放语种。

优选的，还包括资源共享模块，用于下载检索结果。

优选的，所述语音输入模块采用麦克风。

优选的，所述各类公式数据包括但不限于数学公式、物理公式、化学结构式、化学反应式、函数图形、五线谱、棋谱。

优选的，所述检索模块中还包括一网络爬虫进程，用于在网络中查找与公式相关的网页或文档。

为解决上述问题，本发明还提供了一种数学公式搜索方法，包括如下步骤：

S1、通过人机操作模块输入需要查询的数学公式，并将数据发送到数据处理器；

S2、数据处理器接收输入的数学公式，并将其转换为文本数据，发送到检索模块；

S3、检索模块接收数据后，进行相似度对比，将对比结果进行排序后发送到液晶显示屏；

S4、输出查询结果。

本发明具有以下有益效果：

可以根据不同的公式选择不同的输入模式，检索过程简单快速，在得到检索结果时，可以得到该公式的原理介绍以及应用案例等数据，减省了用户的时间，使用方便。

附图说明

图1为本发明实施例一种数学公式搜索方法的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种数学公式搜索装置，包括

公式数据库，用于储存各类公式数据以及每个公式对应的解释和应用案例数据；

数据库更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新公式数据库；

人机操作模块，包括键盘输入模块、手写输入模块以及语音输入模块，用于输入需要查询的数学公式，并将数据发送到数据处理器；同时还用于输入信息调用命令；

中央处理器，用于对输入的数学公式按规则建立索引；根据信息调用命令，从公式数据库中调用人们所需的数据信息，并用于添加用户、删除用户、密码修改、权限管理；

数据处理器，用于将接收的输入的数学公式，并将其转换为文本数据，发送到检索模块；

检索模块，用于接收数据处理器发来的文本数据，将文本数据与公式数据库中的公式数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给液晶显示屏；

液晶显示屏，用于显示检索模块的检索结果；

语音单元，用于语音播放检索模块的检索结果。

优选的，还包括语言单元，用于选择不同的播放语种。

优选的，还包括资源共享模块，用于下载检索结果。

优选的，所述语音输入模块采用麦克风。

优选的，所述各类公式数据包括但不限于数学公式、物理公式、化学结构式、化学反应式、函数图形、五线谱、棋谱。

优选的，所述检索模块中还包括一网络爬虫进程，用于在网络中查找与公式相关的网页或文档。

本发明实施例还提供了一种数学公式搜索方法，包括如下步骤：

S1、通过人机操作模块输入需要查询的数学公式，并将数据发送到数据处理器；

S2、数据处理器接收输入的数学公式，并将其转换为文本数据，发送到检索模块；

S3、检索模块接收数据后，进行相似度对比，将对比结果进行排序后发送到液晶显示屏；

S4、输出查询结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种数学公式搜索装置，其特征在于，包括

公式数据库，用于储存各类公式数据以及每个公式对应的解释和应用案例数据；

数据库更新模块，用于通过3G网络、Wi-Fi网络方式更新公式数据库；

人机操作模块，包括键盘输入模块、手写输入模块以及语音输入模块，用于输入需要查询的数学公式，并将数据发送到数据处理器；同时还用于输入信息调用命令；

中央处理器，用于对输入的数学公式按规则建立索引；根据信息调用命令，从公式数据库中调用人们所需的数据信息，并用于添加用户、删除用户、密码修改、权限管理；

数据处理器，用于将接收的输入的数学公式，并将其转换为文本数据，发送到检索模块；

检索模块，用于接收数据处理器发来的文本数据，将文本数据与公式数据库中的公式数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给液晶显示屏；

液晶显示屏，用于显示检索模块的检索结果；

语音单元，用于语音播放检索模块的检索结果。

2.根据权利要求1所述的一种数学公式搜索装置，其特征在于，还包括语言单元，用于选择不同的播放语种。

3.根据权利要求1所述的一种数学公式搜索装置，其特征在于，还包括资源共享模块，用于下载检索结果。

4.根据权利要求1所述的一种数学公式搜索装置，其特征在于，所述语音输入模块采用麦克风。

5.根据权利要求1所述的一种数学公式搜索装置，其特征在于，所述各类公式数据包括但不限于数学公式、物理公式、化学结构式、化学反应式、函数图形、五线谱、棋谱。

6.根据权利要求1所述的一种数学公式搜索装置，其特征在于，所述检索模块中还包括一网络爬虫进程，用于在网络中查找与公式相关的网页或文档。

7.一种数学公式搜索方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过人机操作模块输入需要查询的数学公式，并将数据发送到数据处理器；

S2、数据处理器接收输入的数学公式，并将其转换为文本数据，发送到检索模块；

S3、检索模块接收数据后，进行相似度对比，将对比结果进行排序后发送到液晶显示屏；

S4、输出查询结果。