JP2842611B2 - 候補文生成による自然文意味解析処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、入力装置から読み込まれた自然文の意味
を解析し、後段に接続される応答処理装置等で処理可能
な意味構造を出力する候補文生成による自然文意味解析
処理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の意味解析処理装置として、あらかじめ構文パタ
ーンを規定しておき、規定された構文パターンとの照合
を繰り返し行い、照合した構文パターンに記述された規
則に従って入力文の意味構造を決定してく意味解析処理
装置が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の意味解析処理装置では、受理可能な構文パター
ンが規定されており、入力文中に規定された構文パター
ンと照合しないパターンが含まれる場合には、意味解析
を行うことができなかった。例えば、「同報通信機能が
付いた」というパターンは規定されているが「同報通信
ができる」というパターンは規定されてない場合に、後
者のパターンを含む文を入力した場合には意味解析が失
敗する。従って、柔軟な意味解析を行う装置を実現する
には、考えられるすべてのパターンに対して詳細に構文
パターンを規定しなければならない。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、規定された構文パターンと一致し
ないパターンを含む文が入力されても、規定された構文
パターンで間接的に規定される文の中で、意味的に近い
文の意味構造を出力することによって、より柔軟な意味
解析を行うことができる意味解析処理装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による意味解析処理装置は、 意味属性を構成要素とした組合わせの形で定義した構
文パターンの集合とこの集合に対して規定した意味属性
と意味構造とを蓄積するための構文パターン辞書を有
し、構文パターン検索手段により、入力文と意味的に近
い文を構成するための構文パターンを抽出し、 候補文生成手段でこれらのパターンから入力文と意味
的に近い候補文を生成し、 評価値算出手段により候補文を絞り込み、 意味構造生成手段によりその候補文の意味構造を生成
することにより、 規定された構文パターンと一致しないパターンを含む
文が入力されても、意味的に近い文の意味構造を出力す
ることを特徴とする。

〔作 用〕

この発明においては、（ｉ）構文パターン辞書で定義
した構文パターンと入力文を構成する単語の意味属性と
を基に候補となりうる構文パターンを抽出し、（ii）こ
れらのパターンから入力文と意味的に近い候補文を抽出
し、（iii）その候補文の意味構造を生成する。

このために、規定された構文パターンと一致しないパ
ターンを含む文が入力されても、意味的に近い文の意味
構造を出力できる。例えば、「同報通信機能が付いた」
と「〜FAXを欲しい」というパターンが規定されている
が「同報通信ができる」というパターンは規定されてな
い場合に、「同報通信ができるFAXが欲しい。」という
文が入力されても、「同報通信機能が付いたFAXを欲し
い。」という文に対する意味構造を出力する。このよう
な作用により、多様な表現の入力文に対して意味解析を
行うことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。第
１図において、１は構文パターン辞書、２はワークメモ
リ、３は構文パターン検索手段、３−１は形態素解析手
段、３−２は構文パターン抽出手段、３−３はテーブル
生成手段、３−４は制御手段、４は候補文生成手段、５
は評価値算出手段、６は意味構造生成手段である。第２
図は構文パターン辞書１の構成例である。構文パターン
辞書１では、複数の構文パターンに対し、同一の意味構
造を定義できるため、異なる表現の句を同一の意味を持
つ句として登録できる。更に例えば、「安い」と「低価
格の」とをも同一の意味として扱うことができる。

以下第１図を用いて、意味解析処理の動作手順につい
て説明する。

入力文は、形態素解析手段３−１に入力される。

形態素解析手段３−１では、一般に知られている形態
素解析手法により単語分割を行い、単語辞書等を参照す
ることによって、各単語の意味属性を得て、当該意味属
性を第１の入力要素としかつその単語の単語表記を第２
の入力要素として構文パターン抽出手段３−２へ送る。

構文パターン抽出手段３−２では、第１の入力要素で
ある意味属性を構成要素にもつ構文パターンを構文パタ
ーン辞書１から抽出する。当該構文パターンがワークメ
モリ２に保存パターンとして登録されてない場合には、
その構文パターンを保存パターンとして登録する。登録
する内容は、意味属性などで表される構文パターンその
ものと、それに対する単語表記（第２の入力要素）とを
登録する。また当該構文パターンが保存パターンとして
登録されている場合には、保存パターンの第１の入力要
素に対応する構成要素のうちでその実体が登録されてな
い構成要素があればその構成要素を見付け出し、当該見
付け出された構成要素に対応して当該構成要素の実体と
しての第２の入力要素を登録する。

テーブル生成手段３−３では、保存パターンに対して
規定された意味属性にしたがって保存パターンを分類
し、意味属性と保存パターンとの集合を登録したテーブ
ルを生成してワークメモリ２に登録する。

制御手段３−４では、新たなテーブルが生成された場
合に、そのテーブルに登録された意味属性を第１の入力
要素とし、テーブル名を第２の入力要素として構文パタ
ーン抽出手段３−２へ送る。制御手段３−４は、この結
果を踏まえて構文パターン抽出手段３−２における処理
やテーブル生成手段３−３における処理を繰り返させる
ようにする。

構文パターン検索手段３において上記の動作を繰り返
し行った結果として、（ｉ）入力文を構成する単語につ
いての意味属性を含む所の、単語間関係を与える構文パ
ターンが抽出され、（ii）これらの抽出された構文パタ
ーンについての意味属性を含む所の、構文パターン間関
係を与える構文パターンが抽出される。即ち、単語と構
文パターンの構成要素との関係ならびに構文パターンと
構文パターンの構成要素との関係が得られる。

候補文生成手段４では、保存パターンの構成要素の実
体がテーブル名であった場合にそのテーブル名のテーブ
ルに属する保存パターンで置き換える。即ち、当該保存
パターンを部分木とし、単語を葉とする木構造で表現し
た候補文を生成する。これにより入力文と意味的に類似
した文が候補文として生成される。

評価値算出手段５では、候補文の木構造の構成状況を
基に候補文の評価値を算出し評価値の高い候補文を選択
する。これにより、入力文と意味的に類似した候補文に
対して高い評価値が得られ、抽出される。

意味構造生成手段６では、抽出された候補文の木構造
をたどることによって、保存パターンに対して規定され
た意味構造と単語とを基に意味構造を生成する。

以下、具体的な例を用いて本発明における意味解析処
理装置の動作について詳細な説明を行う。

例えば、第３図は各単語に対する意味属性の定義例を
示している。また第４図は構文パターン辞書１の登録例
である。第４図における構文パターンにおいて、カッコ
を表す表記〔ｘ〕は意味属性ｘを構成要素とし、表記
（ｘ）は単語ｘを構成要素とすることを示している。

第３図においては、或る単語「A3」や「A4」に対して
意味属性として〔用紙サイズ〕が対応しており、また或
る単語「FAX」や「ファクシミリ」に対しては意味属性
〔FAX〕が対応しており、更に或る単語「ハーフトー
ン」や「同報通信」に対して意味属性〔機能名〕が対応
しており、単語「欲しい」や「希望する」や「とは」…
…に対応しても夫々の意味属性が対応して与えられてい
ることが示されている。

第４図においては、 （ｉ）ナンバP1として与えられている“〔a_fax〕〔FA
X〕（を）〔希望〕”という構文パターンは、意味構造
として“〔ａ−fax〕FAXを欲しい”を意味していること
が示され（（註）〔a_fax〕は後のFAXという語を修飾す
る語が入ることを表している）、 （ii）ナンバP2として与えられている“〔機能名〕〔機
能〕（が）〔付く〕”という構文パターンは、意味構造
として〔機能名〕機能が付いた”を意味していることが
示され、 （iii）ナンバP3として与えられている“〔機能名〕
〔機能〕〔とは〕”という構文パターンは、意味構造と
して“〔機能名〕機能とはどんな機能ですか?"を意味し
ていることが示され、 （iv）ナンバP4−１として“〔価格〕（が）〔安
い〕”、ナンバP4−２として“〔低〕〔価格〕
（の）”、ナンバP4−３として“〔手ごろな〕〔価格〕
（で）〔買える〕”などの各構文パターンは意味構造と
して“価格が安い”を意味していることが示されてい
る。併せてナンバP2やナンバP4−１、P4−２、P4−３に
対応して意味属性〔a_fax〕が与えられていることが示
されている。

なお、第２図は構文パターン辞書１の内容を示したも
のであり、当該辞書１内には、構文データとして「構文
パターン」と「意味属性ならびに意味構造」が組になっ
て格納されている。第２図図示の「構文パターン１−
１」と「構文パターン１−２」とは、第４図に示す構文
パターンP4−１とP4−２とP4−３との場合の如く、複数
の夫々の構文パターン１−１と構文パターン１−２との
２つが共通の「意味属性１」と「意味構造１」とをもっ
ているとして示されている。

このようにして単語の意味属性と登録された構文パタ
ーンとにより、間接的に構文パターンが定義されてい
る。第４図の構文パターンの登録例では「同報通信機能
が付いたFAXを欲しい。」という文は定義されている
が、「同報通信ができるFAXが欲しい。」は定義されて
ない。従来の意味解析処理装置では、前者の文に対して
は適切な意味構造を生成できるが、後者の文に対しては
意味構造を生成できない。これに対し、本発明における
意味解析処理装置では、構文パターンで定義されてない
文「同報通信ができるFAXが欲しい。」が入力された場
合についても意味構造を生成することができる。

即ち、「同報通信ができるFAXが欲しい。」が入力さ
れると、形態素解析手段３−１により、「同報通信」、
「FAX」、「欲しい」の各々について、各々の意味属性
として、〔機能名〕、〔FAX〕、〔希望〕が得られる。
当該得られた結果にもとづいて、次に、〔機能名〕を第
１の入力要素としかつ「同報通信」を第２の入力要素と
する第１のデータ、〔FAX〕を第１の入力要素としかつ
「FAX」を第２の入力要素とする第２のデータ、〔希
望〕を第１の入力要素としかつ「欲しい」を第２の入力
要素とする第３のデータが夫々構文パターン抽出手段３
−２へ送られる。

構文パターン抽出手段３−２では、まず先の第１のデ
ータの第１の入力要素である〔機能名〕を持つ構文パタ
ーンを探し出し、当該〔機能名〕を持つ構文パターンP2
およびP3を第４図で示した構文パターン辞書１から抽出
する。

次に、今の場合には、ワークメモリ２に保存パターン
として登録されていないため、第６図に示す如く、構文
パターンP2,P3を保存パターンQ1,Q2として保存するよう
にする。このとき、各々の構成要素である〔機能名〕の
実体として、第２の入力要素である。「同報通信」を登
録する。先の第２のデータに関しても同様の処理が行わ
れ、構文パターンP1が保存パターンQ3として登録され
る。第３のデータにおいても構文パターンP1が抽出され
るが、P1はすでに第２データの処理で保存パターンQ3と
して登録されていたため、当該登録されている保存パタ
ーンQ3上で、当該Q3の構成要素〔希望〕の実体として
「欲しい」を登録することになる。

第５図は単語とその意味属性および抽出される構文パ
ターンとを示し、第６図は上記の結果得られる保存パタ
ーンを示す。

テーブル生成手段３−３では、Q1に対して意味属性
〔a_fax〕が規定されているため、意味属性〔a_fax〕を
持つテーブル名T1が生成され、当該テーブル名T1内に保
存パターンQ1が登録される。第７図は生成されたテーブ
ルを示す。

制御手段３−４では、テーブル名T1が生成されている
ため、意味属性〔a_fax〕を第１の入力要素としかつテ
ーブル名T1を第２の入力要素として構文パターン抽出手
段３−２へ送る。

構文パターン抽出手段３−２では、意味属性〔a_fa
x〕を構成要素として持つ構文パターンP1を抽出する。P
1は保存パターンQ3として登録されているため、Q3の構
成要素〔a_fax〕の実体としてテーブル名T1を登録す
る。第８図は更新された保存パターンQ3を示す。即ち、
第６図に示す保存パターンQ3が第８図図示の形になる。

候補文生成手段４では、保存パターンQ3の構成要素
〔a_fax〕の実体がテーブル名T1であるため、〔a_fax〕
の所をテーブル名T1に登録された保存パターンQ1で置き
換える。即ちその実体として保存パターンQ1を置くよう
にする。このような処理により保存パターンQ3とQ2とに
対する候補文S1およびS2の木構造が第９図のように生成
させる。

即ち、候補文S1において、Q3中の〔a_fax〕の部分がQ
1に置き換える形で連結されている。また候補文S2にお
いては〔機能名〕の実体として「同報通信」が登録され
ている。なお、テーブルに複数個の保存パターンが登録
されている場合には、１つの保存パターンから複数個の
候補文を生成する構成としてもよいし、各保存パターン
に仮の評価値を付けその評価値が高い保存パターンのみ
を構成要素の実体として登録することによって候補文を
生成する構成としてもよい。

評価値算出手段５では、まず木構造の構成状況を基に
候補文の評価値を算出する。候補文S1を例に、入力文を
構成する単語が候補文の構成要素の実体として登録され
ている個数を評価とする評価値算出手順を説明する。候
補文S1の構成要素〔a_fax〕の実体として保存パターンQ
1が登録されており、Q1の構成要素〔機能名〕には「同
報通信」が実体として登録されている。また、S1の構成
要素〔FAX〕、〔希望〕にも単語が実体として登録され
ている。このようにS1に対しては３つの単語が実体とし
て登録されているので評価値３点が得られる。このよう
にして、S1に対して３点、S2に対して実体が１つしか満
たされていないことから１点が得られる。

次に、ここでは候補文を１つ選ぶとすると、候補文S1
が得られる。

ここでは、評価値算出手段の１例をのべたが、保存パ
ターンの長さも考慮して評価値を算出する、意味属性に
重みを設けて算出する、構文パターンの構成要素の順序
関係と入力文の単語の順序関係を考慮して評価値を算出
する、構文パターンの構成要素の一部を必須構成要素と
して規定しておき、必須構成要素の実体が登録されてな
い場合には減点を行うことによって評価値を算出するな
どの構成としてもよい。

意味構成生成手段６では候補文S1に対する意味構造を
生成する。ここでは、説明を分かり易くするために、意
味構造は自然文と同様な表現で表されるものとする。例
えば、候補文S1は保存パターンQ3とQ1を部分木とする木
構造で表されており、Q3の意味構造は、“〔a_fax〕FAX
を欲しい。”で表されている。ここで〔ｘ〕という表記
は構成要素ｘの実体の意味構造を埋め込むことを示して
いる。候補文S1では〔a_fax〕の実体は保存パターンQ1
である。Q1の意味構造は“〔機能名〕機能が付いた”と
表されている。〔機能名〕の実体は単語「同報通信」で
あるため、Q1の意味構造は〔機能名〕を同報通信で置き
換えた“同報通信機能が付いた”となる。さらにQ3の意
味構造の〔a_fax〕がQ1の意味構造で置き換えられて候
補文S1の意味構造“同報通信機能が付いたFAXを欲し
い。”が生成される。

このように入力文「同報通信ができるFAXが欲し
い。」のパターンは構文パターン辞書では定義されてな
いが、構文パターンの構成要素の実体となる単語を含ん
でいれば、それらの構文パターンを抽出して文を生成す
ることにより、意味構造“同報通信機能が付いたFAXを
欲しい。”が出力される。

なお、上記の例では、構文パターン検索手段３におい
て、入力文の単語の意味属性や抽出された構文パターン
の意味属性のすべての意味属性で構文パターンの抽出を
行う構成を示したが、意味属性の一部を非抽出意味属性
として規定しておき、非抽出意味属性では構文パターン
の抽出は行わずに、他の意味属性で構文パターンを抽出
した後、評価値を算出する段階で非抽出意味属性を考慮
するように構文パターン検索手段３および評価値算出手
段５を構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、構文パター
ン辞書で規定されるパターンと一致しなくても、入力文
と意味的に近い文とその意味構造を出力できる。また、
構文パターン辞書で複数の構文パターンに対して同一の
意味構造を定義できるため、多様な表現を同じ意味とし
て解釈させることが容易である。例えば、「価格が安い
FAXが欲しい」と「低価格のFAXが欲しい」とをも同一の
意味として解釈させることができる。

このため、システム設計者は特定の意味を表す文を入
力の対象とする場合、同じ意味を表す多様な表現を検討
して詳細に構文パターンを登録しなくても、少ない構文
パターンの登録で、多様な表現を許容できる質問応答シ
ステムを構築できる。また、入力された文が不完全な文
であったとしても、システムが適切な応答を行える意味
的に近い文の候補を出力できるため、これらの候補の中
からユーザに選択させて応答の対象とする文を決定する
ことにより、適切な応答を返す処理を実現できる。この
ため、ユーザが文を訂正して再度入力する手間を削減で
きる、キーワード列による入力と自然文による入力を同
時に可能とするなどの特徴を持ったユーザフレンドリな
インタフェースを実現できる。

また、データベース検索のための入力インタフェース
として本発明を適用した場合には、検索のためのキーワ
ードに対して多様な表現を対応づけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２
図は構文パターン辞書の構成例を示す図、第３図は単語
の意味属性の定義例を示す図、第４図は構文パターン辞
書における構文パターンの登録例を示す図、第５図は入
力文の単語の意味属性とその意味属性で抽出される構文
パターンの例を示した図、第６図および第８図は登録さ
れた保存パターンの例を示す図、第７図はテーブル生成
手段によって生成されるテーブルの例を示した図、第９
図は木構造で表現した候補文の例を示す図である。 図において、１は構文パターン辞書、２はワークメモ
リ、３は構文パターン検索手段、３−１は形態素解析手
段、３−２は構文パターン抽出手段、３−３はテーブル
生成手段、３−４は制御手段、４は候補文生成手段、５
は評価値算出手段、６は意味構造生成手段である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】意味属性と単語とを構成要素とした組合わ
   せで定義した構文パターンの集合と、前記集合に対して
   規定した意味属性と、意味構造と、からなる構文データ
   を蓄積した構文パターン辞書と、 中間データを保持するワークメモリと、 入力文を構成する各単語の意味属性を抽出し、該意味属
   性を構成要素とする構文パターンを前記構文パターン辞
   書から抽出して前記ワークメモリに保存パターンとして
   登録し、前記構文パターン辞書で規定された意味属性を
   前記登録された保存パターンにおける意味属性として割
   り当て、割り当てた当該意味属性を構成要素に持つ構文
   パターンを保存パターンとして登録するようにし、保存
   パターンの各構成要素と、入力文の単語および保存パタ
   ーンとの関係を保存パターンに保持する構文パターン検
   索手段と、 登録された保存パターンを基に木構造で表現した候補文
   を生成する候補文生成手段と、 前記候補文の木構造の構成状況を基に候補文の評価値を
   算出し評価値の高い候補文を選択する評価値算出手段
   と、 前記候補文の木構造をたどることによって、保存パター
   ンに対して規定された意味構造と単語とを基に前記選択
   された候補文の意味構造を生成する意味構造生成手段と
   を有する。 ことを特徴とする候補文生成による自然文意味解析処理
   装置。
2. 【請求項２】前記構文パターン検索手段が、 第１の入力要素が意味属性、第２の入力要素が単語また
   はテーブル名であるデータを入力データとして、第１の
   入力要素を構成要素とする構文パターンを前記構文パタ
   ーン辞書から抽出し、 当該抽出された構文パターンが前記ワークメモリに保存
   パターンとして登録されてない場合には、該構文パター
   ンを保存パターンとして前記ワークメモリに登録すると
   ともに、当該構文パターンをもって登録された保存パタ
   ーンにおける第１の入力要素に対応する構成要素の実体
   として第２の入力要素を登録し、当該構文パターンに対
   して規定された意味属性を当該構文パターンをもって登
   録された保存パターンの意味属性とする保存パターン登
   録処理を行い、 当該抽出された構文パターンが前記ワークメモリに保存
   パターンとして登録されている場合には、当該構文パタ
   ーンをもって登録された保存パターンにおける第１の入
   力要素に対応する構成要素のうちその実体が登録されて
   ない構成要素を選択し、選択された構成要素の実体とし
   て第２の入力要素を登録する構文パターン抽出手段と、 入力文を構成する各単語の意味属性を抽出し、抽出され
   た意味属性を前記構文パターン抽出手段の第１の入力要
   素とし、前記単語を第２の入力要素として前記構文パタ
   ーン抽出手段へ送る形態素解析手段と、 保存パターンに対して規定された意味属性で保存パター
   ンを分類し、該意味属性と保存パターンの集合を登録し
   たテーブルを生成して前記ワークメモリに登録するテー
   ブル生成手段と、 新たなテーブルが生成された場合に、該テーブルに登録
   された意味属性を前記構文パターン抽出手段の第１の入
   力要素とし、該テーブルのテーブル名を第２の入力要素
   として前記構文パターン抽出手段へ送る制御手段とで構
   成し、 前記候補文生成手段が、 保存パターンの構成要素の実体がテーブル名である場合
   に該テーブル名のテーブルに属する保存パターンで置き
   換え、該保存パターンを部分木、単語を葉とする木構造
   で表現した候補文を生成するよう構成した ことを特徴とする請求項（１）記載の候補文生成による
   自然文意味解析処理装置。