DE60121445T2

DE60121445T2 - Speicherverwaltung für Sprachdialogsystem

Info

Publication number: DE60121445T2
Application number: DE60121445T
Authority: DE
Inventors: Sony Deutschland GmbH Ugo Di Profio
Original assignee: Sony Deutschland GmbH
Current assignee: Sony Deutschland GmbH
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2021-09-08
Also published as: EP1291849B1; US20030051096A1; US6973532B2; EP1291849A1; JP2003114803A; DE60121445D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dialogsystem und insbesondere auf seine Speicherarchitektur und ein Speichermanagement-Verfahren in einem Dialogsystem.
Dialogsysteme sind normalerweise aufgabenorientiert, d. h., für eine spezifische Anwendung spezialisiert. Das Dialogmanagement und der Dialogspeicher werden entsprechend der Aufgabe entwickelt und implementiert. Das Dialogmanagement ist typischerweise als ein endlicher Automat implementiert, in dem die Eingaben eines Anwenders oder die Handlungen des Systems Übergänge von Zustand zu Zustand auslösen. Jeder Zustand definiert einen spezifischen Kontext. Das Dialogmanagement ist lokal im gegebenen Zustand implementiert, wobei es auf die Funktionalität begrenzt ist, die für den Kontext im Voraus definiert worden ist, den der Zustand modelliert. Der Dialogspeicher ist unter Verwendung von Datenstrukturen implementiert, um die Informationen zu speichern, die während des Dialogs ausgetauscht werden, die für die Aufgabe relevant sind, und um außerdem zusätzliche Informationen über den Gesamtsystemsstatus zu speichern, siehe z. B. EP0911783 .
Um z. B. den Informationsaustausch während des Dialogs zu speichern, der für die Aufgabe relevant ist, könnte ein Dialogsystem, das für die Aufgabe des Bereitstellens von Zeitplänen für Züge spezialisiert ist, nur eine Tabelle verwenden, um alle für die Aufgabe relevanten Informationen, z. B. den Abfahrtsort, das Ziel, die Abfahrts- und/oder Ankunftszeit, als eine Datenstruktur ähnlich zu vorhandenen Fahrplänen zu speichern.
Weil derartige aufgabenorientierte Dialogsysteme, die eingeschränkt sind, um spezifische Dienste bereitzustellen, einen Dialogspeicher implementieren, der eng mit der spezifischen Aufgabe in Beziehung steht, d. h. nur Informationen speichern, die ausreichend sind, um die Aufgabe in einem gegebenen Zustand auszuführen, ist es wahrscheinlich, dass Informationen, die nicht in einer vorgegebenen Reihenfolge eingegeben werden, d. h. Informationen, die in einem anderen Zustand eingegeben werden sollten, vermisst werden, wobei das System abermals nach diesen Informationen fragen muss, selbst wenn sie bereits durch den Anwender eingegeben worden sind.
Deshalb ist es die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, vorhandene Dialogsysteme im Hinblick auf ihre Speicherstruktur und ihr Speichermanagement zu verbessern, so dass alle eingegebenen und/oder ausgegebenen Informationen richtig verarbeitet werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Dialogsystem gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und ein Speichermanagement-Verfahren in einem Dialogsystem gemäß dem unabhängigen Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweiligen folgenden Unteransprüchen entsprechend definiert. Computerprogrammprodukte gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 9 und 10 definiert.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Dialogsystem mehrere Speichereinheiten, von denen jede eine Informationseinheit speichern kann, und wenigstens eine logische Verbindung zwischen der Speichereinheit und wenigstens einer anderen der Speichereinheiten.
Das Speichermanagement-Verfahren in einem Dialogsystem gemäß der Erfindung umfasst die Schritte des Speicherns einer Informationseinheit in einer Speichereinheit zum Zeitpunkt des Auftretens der Informationseinheit und des Zuweisens wenigstens einer logischen Verbindung zu wenigstens einer anderen Speichereinheit zu dieser Speichereinheit nach der Speicherung der Informationseinheit und des Speicherns der wenigstens einen logischen Verbindung in der Speichereinheit.
Deshalb sind gemäß der Erfindung Vorkehrungen gegeben, um die ganzen während eines Dialogs durch beide Teilnehmer, d. h. durch den Anwender und durch das System selbst, ausgetauschten Information speichern.
Beispiele derartiger logischer Verbindungen sind historische Positionen in dem Dialog, die Spracheingabe eines bestimmten Anwenders, der tatsächliche/-geschätzte semantische Inhalt der Speichereinheit und/oder spezifische Anwendereingaben auf eine spezifische Systemausgabe. Jede Speichereinheit könnte mehrere logische Verbindungen speichern, z. B. eine entsprechend ihrer historischen Position im Dialog und eine andere entsprechend der Beziehung zwischen der Anwendereingabe und der Systemausgabe. Die logischen Verbindungen könnten z. B. Zeiger auf vorhergehende und/oder nachfolgende Speichereinheiten oder Zeiger auf einen Index, der die entsprechende Wechselbeziehung definiert, sein.
Eine Informationseinheit ist vorzugsweise ein "einziges Stück der Informationen", d. h. die bei jeder Wendung des Dialogs ausgetauschten Informationen, das entweder durch den Anwender oder durch das System erzeugt wird, z. B. der durch den Anwender ausgesprochene Satz oder die durch das System ausgeführte Handlung oder allgemeiner eine Anwendereingabe oder eine Systemausgabe.
Im Ergebnis ist es möglich, mehrere verschiedene Informationseinheiten zu verarbeiten, die in den Anwendereingaben enthalten sind, selbst wenn diese Informationseinheiten nicht in einer richtigen vorgegebenen Reihenfolge und zum richtigen Zeitpunkt eingegeben werden. Deshalb werden komplexe Dialogsysteme, z. B. Gesprächssysteme, und ihre Implementierung durch das Dialogsystem und das Speichermanagement-Verfahren gemäß der Erfindung unterstützt.
Das Dialogsystem gemäß der Erfindung umfasst vorzugsweise wenigstens ein Speichermanager-Modul, das jeweils so beschaffen ist, dass es das Management von wenigstens einer Gruppe von logisch verbundenen Speichereinheiten ausführt. Damit kann ein Speichermanager-Modul z. B. das Management der gesamten Speichereinheiten des Dialogsystems ausführen oder könnten mehrere Speichermanager-Module vorgesehen sein, von denen jedes für eine oder mehrere Gruppen von Speichereinheiten verantwortlich ist.
Ferner ist das Speichermanager-Modul vorzugsweise so beschaffen, dass es eine Definition der Inhalte jeder gemanagten Gruppe der Speichereinheiten speichert und/oder eine Definition der Inhalte wenigstens einer Speichereinheit jeder gemanagten Gruppe von Speichereinheiten speichert.
Alternativ oder zusätzlich könnte ein Speichermanager-Modul eine logische Verbindung zur ersten und/oder eine logische Verbindung zur letzten logisch verbundenen Speichereinheit jeder gemanagten Gruppe von Speichereinheiten speichern. Um eine entsprechende Gruppe der logisch verbundenen Spei chereinheiten (die als ein Speichernetz betrachtet werden könnte) zu durchsuchen, könnte den logischen Verbindungen von einer Speichereinheit zur vorhergehenden oder nachfolgenden Speichereinheit von einer Speichereinheit zur anderen gefolgt werden. Es sind jedoch außerdem andere Ausführungsformen, wie ein Index, um ein Speichernetz zu definieren, möglich.
Vorzugsweise sind eine oder mehrere der Speichereinheiten in einer Speicherschicht gruppiert, die eine Gruppe aus einer oder mehreren logisch verbundenen Speichereinheiten umfasst und die einer Verarbeitungsstufe des Dialogsystems zugewiesen ist. Derartige Verarbeitungsstufen des Dialogsystems könnten z. B. die Schlüsselstufen bei der Verarbeitung der Anwendereingaben und Systemausgaben sein. Eine Verarbeitungsstufe könnte so betrachtet werden, dass sie einen Schritt bei der Verarbeitung der spezifischen Modalität darstellt, die bei der Eingabe des Anwenders betrachtet wird. Vorzugsweise umfasst jede Speicherschicht homogene Informationen. In einer derartigen Organisation könnten die Speichernetze Verknüpfungen innerhalb der Schicht, die z. B. den Verknüpfungen der Speichereinheiten in einer Speicherschicht entsprechen, und die Schicht überschreitende Verknüpfungen, die z. B. den Verknüpfungen der Speichereinheiten entsprechen, die die gleichen historischen Anwendereingabe- oder Systemausgabe-Informationen, aber in verschiedenen Schichten, z. B. in verschiedenen Verarbeitungsstufen, speichern, umfassen.
Ferner ist gemäß der Erfindung vorzugsweise ein Speichermanager-Modul für jede der wenigstens einen Speicherschicht vorgesehen, wobei das Speichermanager-Modul jeweils so beschaffen ist, dass es das Management der jeweils entsprechenden Speicherschicht ausführt.
Das Speichermanagement-Verfahren gemäß der Erfindung umfasst vorzugsweise außerdem den Schritt des Definierens der Inhalte einer Gruppe logisch verbundener Speichereinheiten und das Management der Inhalte in einem Speichermanager-Modul.
Das Speichermanagement-Verfahren gemäß der Erfindung umfasst ferner vorzugsweise außerdem den Schritt des Speicherns einer logischen Verbindung zur ersten und/oder einer logischen Verbindung zur letzten logisch verbundenen Speichereinheit jeder gemanagten Gruppe von Speichereinheiten in einem Speichermanager-Modul.
Deshalb kann gemäß der Erfindung, wie z. B. der Dialog weitergeht, eine bessere Spezifikation des Kontextes und der Ziele des Anwenders für das System verfügbar sein, wobei dann vorhergehende Eingaben des Anwenders erneut verarbeitet werden können und/oder vorhergehende Handlungen des Systems erneut verarbeitet werden können und oder vorhergehende Handlungen des Systems entsprechend der Struktur, die in einem oder mehreren Speichernetzen gegeben ist, überprüft werden können. Außerdem könnte es möglich sein, das erneute Stellen von Fragen an den Anwender zu vermeiden, falls fehlende Informationen aus vorhergehenden Eingaben wiedergewonnen werden können, wenn später im Verlauf des Dialogs aus anderen Eingaben neues Wissen erlangt worden ist. Außerdem können die Speicherinhalte abgespeichert und über mehrere Dialoge verwendet werden, wobei sie dann verwendet werden können, um ein richtiges Anwenderprofil für eine bessere Anpassung des Systems an die Vorlieben jedes Anwenders aufzubauen und aufrechtzuerhalten.
Weitere Vorteile und Merkmale des Dialogsystems und des Speichermanagement-Verfahrens in einem Dialogsystem gemäß der Erfindung werden deutlicher anhand der folgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Figuren, worin:
1 einen Blockschaltplan eines Dialogsystems mit der Speicherarchitektur für die Eingaben des Anwenders gemäß der Erfindung zeigt; und
2 einen Blockschaltplan eines vereinfachten allgemeinen Dialogsystems zeigt.
Das typische Dialogsystem 8, das in 2 gezeigt ist, umfasst eine Spracherkennungseinrichtung 2, die die Anwendereingaben, hier Spracheingaben, empfängt und ihre Ergebnisse an die Sprachverarbeitungseinheit 6 liefert. Die Sprachverarbeitungseinheit 6 interpretiert die erkannten Anwendereingaben und stellt ihre Ergebnisse einem Dialogmanager 7 bereit, der die Systemausgaben dem Anwender 1 bereitstellt.
Das gezeigte Dialogsystem basiert auf einer Spracheingabe, ist aber – selbst verständlich – nicht darauf eingeschränkt. Alternativ oder zusätzlich könnten eine Texteingabe oder irgendeine andere Eingabemöglichkeit verwendet werden. In einem derartigen Fall muss eine entsprechende Erkennungseinrichtung "für die Anwendereingaben" anstelle der oder zusätzlich zur Spracherkennungseinrichtung 2 implementiert werden. Ferner könnte die Systemausgabe in irgendeiner gewünschten Form, z. B. textlich, als Sprachausgabe, taktil usw. an den Anwender geliefert werden.
Das Dialogsystem 8 gemäß der Erfindung, das in 1 gezeigt ist, umfasst außerdem die Speichereinheiten 4, die in Speicherschichten 5 angeordnet sind, deren Management durch die Speichermanager-Module 3 ausgeführt wird. Insbesondere ist eine erste Speicherschicht 5₁ zwischen der Spracherkennungseinrichtung 2 und der Sprachverarbeitungseinheit 6 vorgesehen, wobei eine weitere Speicherschicht 5_n zwischen der Sprachverarbeitungseinheit 6 und dem Dialogmanager 7 gezeigt ist.
Das Management der ersten Speicherschicht 5₁ wird durch ein entsprechendes erstes Speichermanager-Modul 3₁ ausgeführt, wobei sie N Speichereinheiten 4₁₁ bis 4_1N , N ist eine positive ganze Zahl, umfasst, von denen drei in 1 gezeigt sind, nämlich eine erste Speichereinheit 4₁₁ , eine j-te Speichereinheit 4_1j und eine N-te Speichereinheit 4_1N .
Die weitere Speicherschicht 5_n umfasst ein weiteres Manager-Speicher-Modul 3_n und N Speichereinheiten 4_n1 bis 4_nN , von denen drei in 1 gezeigt sind, nämlich eine erste Speichereinheit 4_n1 , eine j-te Speichereinheit 4_nj und eine N-te Speichereinheit 4_nN .
Die erste und die weitere Speicherschicht 5₁ , 5_n sind nur beispielhaft für alle n Speicherschichten, n ist eine positive ganze Zahl, gezeigt, die in verschiedenen Stufen des Dialogsystems 8 angeordnet sein könnten, z. B. zusätzlich zu der gezeigten ersten und der gezeigten weiteren Speicherschicht 5₁ , 5_n zwischen der Spracherkennungseinrichtung 2, der Sprachverarbeitungseinheit 6 und dem Dialogmanager 7. Im Allgemeinen könnten die Speicherschichten zwischen oder nach den Verarbeitungsmodulen angeordnet sein, die die Verarbeitungsstufen des Dialogsystems definieren, und ein Teilergebnis der Verarbeitung speichern. Außerdem muss die Anzahl der Speichereinheiten 4 innerhalb der verschiedenen Speicherschichten 5 nicht notwendiger Weise gleich sein.
In dem gezeigten Beispiel wird die erste Speicherschicht 5₁ als eine Speicherschicht für die Spracherkennungsergebnisse verwendet, während die weitere Speicherschicht 5_n als eine Speicherschicht für die Sprachverarbeitungsergebnisse verwendet wird. Die Speichereinheiten innerhalb einer entsprechenden Speicherschicht sind durch Verknüpfungen innerhalb der Schicht logisch verknüpft, z. B. entsprechend der historischen Position einer in der entsprechenden Speichereinheit gespeicherten Informationseinheit im Dialog. Beispielhaft ist die erste Speichereinheit 4₁₁ der ersten Speicherschicht 5₁ mit der j-ten Speichereinheit 4_1j der ersten Speicherschicht 5₁ verknüpft, die mit der N-ten Speichereinheit 4_1N der ersten Speicherschicht 5₁ verknüpft ist. Ähnlich ist die erste Speichereinheit 4_n1 der weiteren Speicherschicht 5_n mit der j-ten Speichereinheit 4_nj der weiteren Speicherschicht 5_n verknüpft, die mit der N-ten Speichereinheit 4_nN der weiteren Speicherschicht 5_n verknüpft ist.
In beiden gezeigten Speicherschichten 5₁ , 5_n könnten zusätzliche Speichereinheiten 2, ..., j – 1 zwischen der ersten Speichereinheit 4_x1 und der j-ten Speichereinheit 4_xj angeordnet sein, wobei zusätzliche Einheiten j + 1, ..., N – 1 zwischen der j-ten Speichereinheit 4_xj und der N-ten Speichereinheit 4_xN für jede Speicherschicht 5_x mit x = 1, ..., n angeordnet sein könnten. Diese Speichereinheiten werden dann in ihrer numerischen Reihenfolge (= historisch) über Verknüpfungen innerhalb der Schicht mit den gezeigten ersten, j-ten und N-ten Speichereinheiten 4_x1 , 4_xj , 4_xN verknüpft.
Ferner sind die gezeigten Speichereinheiten über die Schicht überschreitende Verknüpfungen logisch zwischen verschiedenen Speicherschichten verbunden, hier z. B. jeweils die ersten Speichereinheiten 4₁₁ 4_n1 , die j-ten Speichereinheiten 4_1j , 4_nj und die N-ten Speichereinheiten 4_1N , 4_nN , weil z. B. die Spracherkennungsergebnisse innerhalb der Speichereinheiten der ersten Speicherschicht 5₁ (historisch) den Informationseinheiten entsprechen, die im Ergebnis der Sprachverarbeitungseinheit 6 in den entsprechenden Speichereinheiten der weiteren Speicherschicht 5_N gespeichert sind. Selbstverständlich müssen diese logischen Verbindungen nicht nur zwischen Speichereinheiten, die entsprechende Nummern besitzen, d. h. zwischen den ersten Speichereinheiten, den j-ten Speichereinheiten und den N-ten Speichereinheiten, vorhanden sein, sondern sie könnten – abhängig von der entsprechenden gespeicherten Informationseinheit – außerdem z. B. zwischen der ersten Speichereinheit 4₁₁ der ersten Speicherschicht 5₁ und der j-ten Speichereinheit 4_nj der weiteren Speicher schicht 5_n hergestellt werden, falls diese Speichereinheiten einander (z. B. historisch) entsprechen.
Außerdem werden Verknüpfungen für geschätzte Inhalte zwischen mehreren Speichereinheiten innerhalb einer Speicherschicht 5 hergestellt, in dem gezeigten Beispiel die ersten und N-ten Speichereinheiten 4_x1 , 4_xN einer Speicherschicht 5, aber es könnten – wie im Fall der gezeigten die Schicht überstreitenden Verknüpfungen – Verknüpfungen für geschätzte Inhalte außerdem zwischen verschiedenen Schichten und anderen als den gezeigten Speichereinheiten hergestellt werden. Außerdem könnten längere Ketten der Speichereinheiten 4 aufgebaut werden, wobei die Verknüpfungen für geschätzte Inhalte in jeder Speicherschicht 5 anders sein könnten.
Im Folgenden wird eine ausführlichere Beschreibung der Speicherarchitektur gemäß der Erfindung, die in 1 beispielhaft gezeigt ist, gegeben. In dieser Beschreibung werden, wo es geeignet ist, keine ausführlichen Bezugnahmen auf die Nummer einer Speicherschicht oder einer Speichereinheit darin gegeben, stattdessen werden allgemeine Bezugnahmen – wie sie außerdem in der obigen Beschreibung verwendet worden sind – auf eine oder mehrere Speicherschichten) 5 und eine oder mehrere Speichereinheiten) 4 gegeben.
Wie oben angegeben ist, ist die Speicherarchitektur in Form von Speichereinheiten, d. h. den Speichereinheiten 4, der Speicherschichten 5 und von mehreren verschiedenen logischen Verbindungen zwischen diesen Speichereinheiten 4 definiert. Diese logischen Verbindungen sind als ein entsprechendes Speichernetz angegeben. Die Speichereinheiten 4 speichern die tatsächlichen Informationen, die während des Dialogs ausgetauscht werden, wobei die Speicherschichten Speichereinheiten enthalten, die die gleiche Darstellung der Informationen gemeinsam benutzen, d. h. der Informationen in einer spezifischen Stufe der Verarbeitung. Die Speichernetze organisieren die Speichereinheiten aus mehreren verschiedenen Standpunkten, die Speichereinheiten sind z. B. in einer Zeitlinie organisiert.
Im Prinzip könnte das Management des gesamten Dialogspeichers durch ein Speichermanager-Modul ausgeführt werden, auf das sich alle anderen Komponenten des Dialogsystems für den Speicherzugriff stützen; diese Organisation könnte als eine Einschichtstruktur betrachtet werden. Das Vorhandensein mehrerer verschiedener Speicherschichten und getrennter entsprechender Speichermanager-Module unterstützt das Organisieren und das Vereinfachen der Gesamtspeicherstruktur und unterstützt außerdem das Implementieren einer richtigen Speicherzugriffs-Politik; z. B. würden der Sprachprozessoreinheit 6 keine Zugriffsrechte auf die Speicherschicht gegeben, die z. B. die Signalverarbeitungsinformationen speichert.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Dialogsystem 8 mit den Speichereinheiten 4 für zwei Schlüsselstufen des Dialogsystems 8 versehen. Diese Speichereinheiten 4 sind geeignet in einer Speicherschicht 5 für jede Schlüsselstufe organisiert. Hier sind die Schlüsselstufen die Spracherkennungseinrichtung 2 und die Sprachverarbeitungseinheit 6.
In Abhängigkeit von den Modalitäten, die durch das Dialogsystem verwendet werden, könnten verschiedenen Stufen für die Schlüsselstufen der Anwendereingabe identifiziert werden. In einem Dialogsystem mit gesprochener Sprache könnten z. B. die Schlüsselstufen so gewählt werden, wie in 2 dargestellt ist. Allgemeiner stellt jede Stufe einen Schritt bei der Verarbeitung der spezifischen Modalität dar, die bei der Eingabe des Anwenders betrachtet wird. Typischerweise umfasst die Verarbeitung z. B. die Erfassungs-, Analyse-, Erkenntnis- und Verständnisstufen.
In Abhängigkeit von der spezifischen Architektur und vom Typ des Systems können außerdem verschiedenen Stufen für die Systemausgaben identifiziert werden. In einem aufgabenorientierten System könnte z. B. die einzige Stufe die Zuordnung der Eingabe des Anwenders zu einer Systemhandlung sein. Unter Verwendung der Speichereinheiten 4 für eine derartige Stufe kann sich das System "erinnern", was es in Reaktion auf eine spezifische Eingabe des Anwenders getan hat. Diese Informationen könnten bei der Fortsetzung des Dialogs hilfreich sein.
Wie vorher angegeben worden ist, ist eine Speicherschicht 5 für jede der Verarbeitungsstufen vorgesehen. Jede Speicherschicht 5 umfasst mehrere Speichereinheiten 4, von denen jede ein einziges Stück der Informationen enthält, z. B. eine Eingabe eines Anwenders (z. B. eine Äußerung) oder eine Systemausgabe (z. B. eine Handlung). Jede Speicherschicht 5 enthält homogene Informationen, z. B. speichern die Speichereinheiten 4 in der ersten Speicherschicht 51, die in der Stufe zwischen der Spracherkennungseinrichtung 2 und dem Sprachverständnismodul, d. h. dem Sprachprozessor 6, verwendet wird, Wort-Graphen, wie sie sich aus dem Spracherkennungsprozess ergeben.
Jedes Mal, wenn eine neue Speichereinheit 4 zu einer Speicherschicht 5 hinzugefügt wird, wird sie mit den anderen vorhandenen Speichereinheiten 4 logisch "verbunden", wobei sie folglich in wenigstens ein Speichernetz, z. B. das Speichernetz, das die Zeitlinie darstellt, logisch eingefügt wird. Im Allgemeinen wird jede Speichereinheit 4 in mehrere verschiedene Speichernetze entsprechend der Speicherschicht, zu der sie gehört zu, und entsprechend der Dialogmanagement-Strategie logisch eingefügt. Insbesondere wird die Speichereinheit 4 normalerweise nicht kopiert und physisch in mehrere Speichernetze eingefügt; es werden nur Verbindungen, z. B. Zeiger, auf andere Speichereinheiten erzeugt. Die erste Speichereinheit 4_x1 einer Speicherschicht 5 ist nicht notwendigerweise mit anderen vorhandenen Speichereinheiten 4 logisch verbunden, nachdem eine Informationseinheit in ihr gespeichert worden ist.
Wie in 1 gezeigt ist und wie vorher angegeben worden ist, kann ein Speichernetz sowohl die Speichereinheiten 4, die zur selben Speicherschicht 5 gehören, als auch die Speichereinheiten 4, die zu verschiedenen Speicherschichten 5 gehören, miteinander verknüpfen.
Auf jede Speicherschicht 5 könnte durch die Module des Dialogsystems, z. B. die Spracherkennungseinrichtung 2, die Sprachverarbeitungseinheit 6 und den Dialogmanager 7, zugegriffen werden, die nur zu der entsprechenden Stufe der Verarbeitung gehören. Der Dialogmanager 7 könnte z. B. Zugriff auf alle Speicherschichten 5 besitzen, während die Sprachprozessoreinheit 6 nur auf die erste Speicherschicht 5₁ , z. B. auf die linguistische Anwendereingabe, Zugriff besitzen würde, die von der Spracherkennungseinrichtung 2 ausgegeben wird. Selbstverständlich könnte es in einem multimodalen Dialogsystem für die Sprachverarbeitungseinheit 6 zweckmäßig sein, ebenso auf andere Speicherschichten zuzugreifen.
Für das richtige Management des Speichers, der als ein Betriebsmittel für das System betrachtet wird, wird das Management jeder Speicherschicht 5 gemäß der gezeigten Ausführungsform der Erfindung durch das Speichermanager-Modul 3 ausgeführt. Die Struktur eines Speichermanager-Moduls 3, z. B. der Code, um ein Speichermanager-Modul 3 in Software zu implementieren, könnte eindeutig sein, wobei sie konfiguriert werden kann, um alle Arten der Schichten zu behandeln, d. h., wenn das System arbeitet, wird für jedes Speichermanager-Modul 3 eine Instanz gebildet, wobei verschiedene Parameter verwendet werden, um jedes Speichermanager-Modul 3 für die spezifischen Inhalte zu konfigurieren, die in dieser Stufe in der entsprechenden Speicherschicht 5 zu speichern sind. Mit anderen Worten, jedes Speichermanager-Modul 3 weiß über die Inhalte der Speicherschicht 5, deren Management es ausführt, Bescheid, wobei erforderlichenfalls die richtige Validierung der Dienstanforderungen ausgeführt werden kann. Der Speichermanager könnte z. B. als eine Klasse in einer objektorientierten Sprache implementiert sein, wobei dann für jedes Speichermanager-Modul als ein Objekt dieser Klasse eine Instanz gebildet wird.
Die Konfiguration eines Speichermanager-Moduls 3 umfasst die Definition der Inhalte der Speicherschicht 5 (und/oder ihrer Speichereinheiten 4). Sobald ein Speichermanager-Modul 3 konfiguriert ist, kann es die Anforderungen, die von den Modulen kommen, die im Dialogsystem enthalten sind, richtig erkennen, validieren und bedienen. Ein Speichermanager-Modul 3, das für einen Wort-Graphen konfiguriert ist, würde z. B. Zugriffsanforderungen zurückweisen, die von der Spracherkennungseinrichtung 2 kommen, weil die Spracherkennungseinrichtung 2 nur die Daten bereitstellen soll, die in dieser Speicherschicht zu speichern sind.
Wie vorher erwähnt worden ist, könnte jede Speicherschicht 5 für Module zugänglich sein, die nur zu dieser entsprechenden Stufe der Verarbeitung gehören. Deshalb kann ein Speichermanager-Modul 3 die Zugriffsanforderungen auf die entsprechende Speicherschicht 5 validieren.
Außerdem können die Speichermanager-Module 3 andere Dienste bereitstellen, z. B. das Kopieren der Speichereinheiten 4, das Durchsuchen der Speicherschicht 5 nach Speichereinheiten 4, die spezifische Kriterien erfüllen, z. B. Speichereinheiten 4, die ähnliche Informationen speichern, das Herstellen und Aktualisieren von Verbindungen zwischen den Speichereinheiten 4 usw. Mit anderen Worten, das Speichermanager-Modul 3 ist sowohl für das Erzeugen und das Gewähren von Zugriff auf die Speichereinheiten 4 als auch für das Aufrechterhalten des Speichernetzes innerhalb einer Speicherschicht 5 verantwortlich. Ein Teil der Wartung des Speichernetzes wird durch das Speicherma nager-Modul 3 autonom ausgeführt, während ein Teil von ihr durch andere Module, z. B. das Dialogmanager-Modul 7 des Dialogsystems 8, angefordert und angewiesen werden kann. Die Organisation der Speichereinheiten 4 in einer Zeitlinie kann z. B. autonom ausgeführt werden, während die Organisation der Speichereinheiten 4 z. B. entsprechend der semantischen Inhalte durch den Dialogmanager 7 angesteuert werden könnte.
Im Folgenden werden verschiedene mögliche Strukturen der Speichernetze beispielhaft erklärt.
Im Allgemeinen sollten die Inhalte des Speichers in Bezug auf die Dialoghistorie und den Kontext strukturiert und organisiert sein, um den Dialogspeicher nutzbar und effektiv zu machen. Mit anderen Worten, die Speichereinheiten 4 müssen eine richtige Identifizierung und Verbindung erlauben, um in einer effektiven Weise verwendet zu werden.
Insbesondere ist jede Speichereinheit 4 mit den anderen Speichereinheiten 4 logisch verbunden, die mit ihr in Beziehung stehen. Wie vorher erwähnt worden ist, können mehrere verschiedene Verbindungen zwischen (denselben) Speichereinheiten 4 definiert sein, von denen jede als ein Speichernetz bezeichnet wird. Weil ein Speichernetz in Form von Verbindungen zwischen Speichereinheiten definiert ist, kann ein Speichernetz beliebig definiert sein. Dennoch sind nicht alle Speichernetze für den Zweck des Dialogmanagements bedeutungsvoll oder relevant. Als ein Beispiel könnten die folgenden Verbindungsstrategien (Beziehungen), d. h. Speichernetze, angewendet werden:

Die historische Position im Dialog (der Graph der unbearbeiteten Historie) als eine zeitliche Beziehung zwischen den Speichereinheiten 4. Die resultierende Sammlung der Speichereinheiten 4 kann als ein Graph betrachtet werden, dessen Struktur der Struktur der Historie des Dialogs folgt.
Die Stufen (Schichten) überschreitende Verbindung. Die Speichereinheiten 4, die zu verschiedenen Speicherschichten 5 gehören, die z. B. alle zur selben Anwenderspracheingabe gehören, können miteinander verbunden werden. Wie z. B. in 1 gezeigt ist, enthält unter der Voraussetzung der Anwenderäußerung uu_i die j-te Speichereinheit 4_1j in der ersten Speicherschicht 5₁ , hier die Speicherschicht für den Wort-Graphen, den Wort- Graphen wg_i, der durch die Spracherkennungseinrichtung 2 für die Äußerung uu_i erzeugt worden ist. Die j-te Speichereinheit 4_nj in der weiteren Speicherschicht 5_n , hier die Speicherschicht für den Konzept-Graphen, enthält z. B. den Konzept-Graphen cg_i, den der Prozessor 6 für die natürliche Sprache für den Wort-Graphen wg_i erzeugt hat. Deshalb sind die j-ten Speichereinheiten 4_1j , 4_nj mit einer die Schicht überschreitenden Verknüpfung verbunden (usw. für nachfolgende Stufen, falls es welche gibt).
Die tatsächlichen/geschätzten semantischen Inhalte der Speichereinheit. Die Speichereinheiten 4 werden entsprechend dem darin gespeicherten semantischen Informationsgehalt verbunden. Alle Speichereinheiten 4, die ein spezielles (eine spezielle Menge von) Konzepten) enthalten, könnten z. B. verbunden werden. Unter Verwendung eines derartigen Speichernetzes kann das System seine Speicher vorteilhaft nutzen, das System könnte z. B. nur auf diejenigen Speichereinheiten 4 zugreifen, von denen erwartet wird, dass sie relevante Informationen in Bezug auf die laufende Verarbeitung enthalten, z. B. die Anapher-Auflösung. Andere Arten der Inhalte, z. B. Schlüsselwörter, können außerdem betrachtet werden.
Die Verbindungen der Anwendereingabe mit der Systemausgabe. Die Speichereinheiten 4, die die Anwendereingaben speichern, werden mit den Speichereinheiten 4 verbunden, die die in Reaktion auf die gegebenen Anwendereingaben erzeugten Systemausgaben speichern. Unter Verwendung eines derartigen Speichernetzes kann das System z. B. möglicherweise die ganze Wechselwirkungs-Historie rekonstruieren.

Es können mehrere andere Speichernetze erzeugt und aufrechterhalten werden, um die Speichereinheiten 4 entsprechend mehreren und anderen Typen der Analysator-Standpunkte und in Abhängigkeit von den Dialogmanagement-Strategien zu organisieren.
Wie vorher erwähnt worden ist, beziehen sich die oben angegebenen beispielhaften Ausführungsformen und Beispiele auf ein System mit gesprochenen Dialogen, aber die Speicherarchitektur gemäß der Erfidung kann außerdem in Mehrfachmodell-Dialogsystemen und beim Dialogmanagement verwendet werden.
Deshalb wird gemäß der Erfindung eine Speicherarchitektur für Dialogsysteme vorgeschlagen, die vorzugsweise wenigstens eine Speicherschicht 5 in jeder von mehreren Schlüsselstufen eines Dialogsystems sowohl für die Eingabe des Anwenders als auch für die Antworten und Anforderungen des Systems hinzufügt. Jede Speicherschicht kann selektiv aktiviert werden. Eine derartige Architektur kann eine umfassende Dialoghistorie schaffen und dann die richtige Unterstützung für die Implementierung komplexer Dialogsysteme liefern. Jede Speicherschicht 5 umfasst normalerweise mehrere Speichereinheiten 4, von denen jede eine Informationseinheit, z. B. der Form eines einzigen Stücks der Informationen, speichert. Die Speichereinheiten 4 von einer oder mehreren Speicherschichten 5 sind über wenigstens ein Speichernetz logisch verknüpft. Das Management eines Speichernetzes wird vorzugsweise durch ein Speichermanager-Modul ausgeführt, wobei ein Speichermanager-Modul vorzugsweise das Management von mehr als einem Speichernetz ausführen kann.

Claims

Dialogsystem (8), mit: – Eingabemitteln (7) zum Eingeben von Dialoginformationen, die von einem Anwender (1) geliefert werden, – Ausgabemitteln (7) zum Bereitstellen von Dialoginformationen für den Anwender (1), – mehreren Speichereinheiten (4) zum Speichern der Dialoginformationen, wobei das Dialogsystem (8) während eines interaktiven Dialogs mit einem Anwender mehrere Dialogzustände durchläuft, wobei in jedem Dialogzustand eine Informationseinheit, die Anwenderdialoginformationen, die von dem Anwender (1) während des Dialogzustands erzeugt werden, und/oder Systemdialoginformationen, die von dem Dialogsystem (8) erzeugt und aus den Anwenderdialoginformationen während des Dialogzustands abgeleitet werden, enthält, in einer der Speichereinheiten (4) gespeichert wird, – Zuweisungsmitteln zum Zuweisen von Zeigerinformationen, die die entsprechende Speichereinheit (4) mit wenigstens einer anderen Speichereinheit (4) verknüpfen, an jede Speichereinheit (4), wobei die Zeigerinformationen in jener Speichereinheit (4) gespeichert sind, der die Zeigerinformationen zugewiesen sind, – wenigstens einer Speicherschicht (5), die eine Gruppe aus einer oder aus mehreren logisch verknüpften Speichereinheiten (4) enthält, wobei jede der Speicherschichten (5) einem Verarbeitungszustand des Dialogsystems (8) zugewiesen ist, wobei jeder der Speicherschichten (5) ein Speichermanager-Modul (3) zugewiesen ist, wobei das Speichermanager-Modul so beschaffen ist, dass es – Speichereinheiten (4), für die geschätzt wird, dass sie einen ähnlichen Inhalt enthalten, miteinander verknüpft, oder – Speichereinheiten (4) in Abhängigkeit von ihrer zeitlichen Beziehung miteinander verknüpft oder – Speichereinheiten (4), die einem Ausgang des Dialogsystems (8) zugewiesen sind, mit Speichereinheiten, die einem entsprechenden Eingang des Dialogsystems (8) zugewiesen sind, verknüpft.
Dialogsystem (8) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein Speichermanager-Modul (3) für das Management wenigstens einer Gruppe von logisch verknüpften Speichereinheiten (4).
Dialogsystem (8) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichermanager-Modul (3) einen Index des Inhalts jeder gemanagten Gruppe von Speichereinheiten (4) speichern kann.
Dialogsystem (8) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichermanager-Modul (3) einen Index des Inhalts wenigstens einer Speichereinheit (4) jeder gemanagten Gruppe von Speichereinheiten (4) speichern kann.
Dialogsystem (8) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichermanager-Modul (3) Zeigerinformationen speichert, die auf die erste und/oder die letzte der logisch verknüpften Speichereinheiten (4) jeder gemanagten Gruppe von Speichereinheiten (4) zeigen.
Speichermanagement-Verfahren in einem Dialogsystem (8) mit: – Eingabemitteln (2) zum Eingeben von Dialoginformationen, die von einem Anwender (1) geliefert werden – Ausgabemitteln (7) zum Bereitstellen von Dialoginformationen für den Anwender (1), – mehreren Speichereinheiten (4) zum Speichern der Dialoginformationen, wobei das Dialogsystem (8) während eines interaktiven Dialogs mit einem Anwender (1) mehrere Dialogzustände durchläuft, wobei in jedem Dialogzustand eine Informationseinheit, die Anwenderdialoginformationen, die durch den Anwender (1) während des Dialogzustands erzeugt werden, und/oder Systemdialoginformationen, die durch das Dialogsystem (8) erzeugt und aus den Anwenderdialoginformationen während des Dialogzustands abgeleitet werden, enthält, in einer der Speichereinheiten (4) gespeichert wird, das die folgenden Schritte enthält: – Zuweisen von Zeigerinformationen, die eine Speichereinheit (4) mit wenigstens einer anderen Speichereinheit (4) verknüpfen, zu jeder Speichereinheit (4) und – Speichern der Zeigerinformationen in jener Speichereinheit (4), der die Zeigerinformationen zugewiesen sind, wobei die Zeigerinformationen in der Weise erzeugt werden, dass Speichereinheiten (4), die einen ähnlichen Inhalt haben oder eine bestimmte zeitliche Korrelation besitzen oder dem Eingang und dem Ausgang des Dialogsystems (8), die miteinander korreliert sind, zugewiesen sind, verknüpft werden.
Speichermanagement-Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: – Definieren einer Gruppe aus logisch verknüpften Speichereinheiten (4) und Ausführen des Managements der Informationseinheiten, die darin gespeichert sind, in einem Speichermanager-Modul (3).
Speichermanagement-Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: – Speichern von Zeigerinformationen, die auf die erste und/oder die letzte von logisch verknüpften Speichereinheiten (4) jeder gemanagten Gruppe von Speichereinheiten (4) in einem Speichermanager-Modul (3) zeigen.
Computerlesbares Speichermedium, in dem Programmcode gespeichert ist, der das Dialogsystem (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 verkörpert, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird.
Computerlesbares Speichermedium, in dem Programmcode gespeichert ist, der das Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8 ausführt, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einem digitalen Signalprozessor ausgeführt wird.