JP4547299B2 - 反転クエリグラフパターン生成装置、生成方法、生成用プログラム、およびこれらを用いた反転サブグラフ検索装置、検索方法、検索プログラム - Google Patents

Description

本発明は、膨大なデータの中からユーザが必要とする情報を検索するために用いる反転クエリグラフパターン生成装置、生成方法、生成用プログラム、およびこれらを用いた反転サブグラフ検索装置、検索方法、検索プログラムに関する。

近年、コンピュータネットワーク上には大量のデータが存在しており、ユーザはその中から所望のデータを検索することが困難になってきている。そのため、大量のデータから所望のデータを簡易に入手するための精度の高い検索技術が注目を集めている。

このような精度の高い検索を行うために用いられる技術にセマンティックWebがある。このセマンティックWebは、Webサイト上にメタデータとしてセマンティクス（意味情報）を付与し、人の手を使わずにデータを機械的に処理できる空間を創出するものである。

このセマンティックWebを利用した技術が非特許文献１に記載されている。この文献には、セマンティックWebを利用し、メタデータの記述方法を定めたResource Description Framework（RDF）により表現されたグラフ構造のデータから、グラフパターンをクエリとしてマッチングさせて必要なデータを検索する技術が記載されている。またこの文献では、マッチした部分をサブグラフとして取得するための仕様が規定されている。
SPARQL Query Language for RDF URL：http://www.w3.org/TR/RDF-sparql-query/

しかし、この非特許文献１に記載の技術では、グラフ構造を持つ大量のデータの中から所望のサブグラフを抽出する際、あらかじめ抽出したいサブグラフの構造が分かっていなければない。これは、ユーザの検索履歴データやユーザプロファイルデータの情報があってもこれらの情報からクエリグラフパターンを作成する方法については明示されていないため、ユーザ自身がそのグラフパターンをクエリとして入力しなければならないからである。そのため、ユーザによって異なる興味や関心に応じてクエリグラフパターンを変更する場合も、ユーザ自身が変更するグラフパターンを直接指定しなければならず、手間がかかるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、グラフ構造を持つ大量のデータの中からクエリグラフパターンが一致する情報を検索する際、初期のクエリグラフパターンに基づいて抽出されたデータに関連し、且つこのデータの比較対象となる情報を取得できるクエリグラフパターンが自動的に生成される反転クエリグラフパターン生成装置、生成方法、生成用プログラム、および、これらを用いて拡張された情報を取得することができる反転サブグラフ検索装置、検索方法、検索プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、主語となるデータおよび目的語となるデータを値としたノードと、これらのノード間の関係である述語となるデータを示すプロパティとにより、グラフ構造で表現されたデータベースが格納されたグラフ構造データ格納装置に接続された反転クエリグラフパターン生成装置において、ユーザから入力されたキーワードを値とするノードと、任意の値を持ちうるノードと、ユーザから入力されたプロパティとから構成されるグラフ構造パターンである初期クエリグラフパターンを取得する初期クエリグラフパターン取得手段と、前記初期クエリグラフパターン取得手段で取得された初期クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から初期サブグラフとして取得する初期サブグラフ取得手段と、前記初期サブグラフ取得手段で取得された初期サブグラフの中の、前記初期クエリグラフパターンの任意の値のノードにマッチしたノードの中から選択されたノードの値を固定し、この値を固定したノード以外のノードの値を任意の値とした反転クエリグラフパターンを生成する反転クエリグラフパターン生成手段とを備えることを特徴とする。

また、この反転クエリグラフパターンに基づいて取得された反転サブグラフを、前記初期サブグラフに追加したグラフ構造の情報に変更するグラフ構造情報変更手段をさらに備えるようにしてもよい。

また、この変更された反転サブグラフを、前記反転クエリグラフパターンの構造にマッチした情報ごとに、各ノードの値および各プロパティで示されるデータを表形式で表示させるためのデータに変換する表示データ変換手段をさらに備えるようにしてもよい。

本発明によれば、グラフ構造を持つ大量のデータの中からクエリグラフパターンが一致する情報を検索する際に、初期のクエリグラフパターンを基に抽出されたデータに関連し、且つこの抽出されたデータの比較対象となる情報を取得できるクエリグラフパターンが自動的に生成されて検索が行われるため、所望の情報を効率よく取得することができる。

本発明の反転クエリグラフパターン生成装置の一実施形態を、図１〜図９を用いて説明する。

《検索システム１の構成》
図１は、本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置１１が用いられている検索システム１の構成を示す全体図である。

本実施形態における検索システム１は、反転クエリグラフパターン生成装置１１と、ユーザ端末１２と、グラフ構造データベース１３と、ＧＵＩ生成部１４とを有する。

反転クエリグラフパターン生成装置１１は、ユーザ端末１２と、グラフ構造データベース１３と、ＧＵＩ生成部１４とにアクセス可能な状態で接続されている。

反転クエリグラフパターン生成装置１１は、ユーザ端末１２から入力された初期クエリグラフパターンを基に、この初期グラフパターンに含まれるいずれかのノードに関連する情報を取得するための反転クエリグラフパターンを生成する。そして、生成された反転クエリグラフパターンと一致する情報をグラフ構造データベースから抽出する。

ユーザ端末１２は、ユーザにより入力された初期クエリグラフパターンを反転クエリグラフパターン生成装置１１に出力し、ＧＵＩ生成部１４から取得したデータを表示する。

グラフ構造データベース１３は、図２に示すようなグラフ構造を持つデータが格納されている。本実施形態において、グラフ構造を持つデータのアーク（ノード間を結ぶ矢印）をRDFの仕様に基づいてプロパティと称する。

ＧＵＩ生成部１４は、反転クエリグラフパターン生成装置１１で抽出された情報をユーザに提示するためにレイアウト変更等を行う。

《検索システム１の動作》
次に、上記のように構成された検索システム１の動作を、図３のシーケンス図を用いて説明する。

まず、ユーザによりユーザ端末１２が用いられて反転クエリグラフパターン生成装置１１に初期クエリグラフパターンが入力される（Ｓ１）。図４に本実施形態における初期クエリグラフパターンの例を示す。本実施形態における初期クエリグラフパターンは、図４に示すように、「セマンティックWeb」をキーワードとするドキュメントとその著者を問い合わせるために入力されたものである。問い合わせの対象となるノードの名称の先頭には「？」マークが記載され、これは任意の値が入る可能性がある変数であることを示している。

次に、入力された初期クエリグラフパターンを基に、反転クエリグラフパターン生成装置１１からグラフ構造データベース１３にアクセスされる（Ｓ２）。そして、グラフ構造データベース１３において、この初期クエリグラフパターンにマッチするデータである初期サブグラフが抽出される（Ｓ３）。

抽出されたサブグラフの例を図５に示す。本実施形態においては、図５に示すように「セマンティックWeb」をキーワードとするドキュメントおよび著者のグラフパターンを持つデータである、ドキュメント「rm:T-041」とその著者「Person:山田太郎」、ドキュメント「rm:T-053」とその著者「Person:田中一郎」、およびドキュメント「rm:T-002」とその著者「Person:鈴木花子」の３件が初期サブグラフとして抽出されている。

次に、初期サブグラフが抽出されたことにより初期クエリグラフパターンの変数の値が代入されたノードのノード値のうち、選択されたノード値が固定され、その他のノード値が変数に置き換えられることにより、反転クエリグラフパターンが生成される（Ｓ４）。

図６は、生成された反転クエリグラフパターンの例を示す説明図である。本実施形態においては、初期クエリグラフパターンの変数に値が代入されたノードに該当する「?document」および「?person」の値が固定されるノードとして選択される候補になる。そして、ここでは「?person」が選択され、固定される。図６においては、固定されたノード「Person:山田太郎」、ノード「Person:田中一郎」、ノード「Person:鈴木花子」が太線枠で表示されている。

さらに、固定されたノード以外のノードである「rm:T-041」、「rm:T-053」、および「rm:T-002」は変数「?document」に置き換えられ、この「?document」のキーワードである「セマンティックWeb」は変数「?keyword」に置き換えられて反転クエリグラフパターンが生成される。

次に、生成された反転クエリグラフパターンを基に、反転クエリグラフパターン生成装置１１からグラフ構造データベース１３にアクセスされる（Ｓ５）。そして、グラフ構造データベース１３においてこの反転クエリグラフパターンにマッチするデータである反転サブグラフが抽出される（Ｓ６）。

反転クエリグラフパターンは固定されたデータであるノード「Person:山田太郎」、ノード「Person:田中一郎」、ノード「Person:鈴木花子」を基に初期クエリグラフパターンと反転した構造を持つため、初期サブグラフの抽出により得られたデータに関連する情報が付加された情報をグラフ構造データベースから抽出することができる。抽出された反転サブグラフの例を図７に示す。

さらに、抽出された反転サブグラフが反転クエリグラフパターン生成装置１１で取得された後、ＧＵＩ生成部１４に出力される（Ｓ７）。

ＧＵＩ生成部１４では、ユーザに提示するためにレイアウトが変更される（Ｓ８）。レイアウト変更された反転サブグラフは、ユーザ端末のモニターに表示される（Ｓ９）。本実施形態においてレイアウト変更され表示された反転サブグラフの例を図８に示す。

図８においては、レイアウト変更によりノード「rm:T-041」および「rm:T-002」がそれぞれ２つに複製され、表示されている。ここでは、ステップＳ４で固定されたノード「Person:」の左側に初期サブグラフのデータを、右側に反転サブグラフのデータを中心に表示されている。このようにレイアウト変更をして表示することにより、初期サブグラフで得られた「セマンティクWeb」に関連のあるドキュメントの著者が、他にどのようなキーワードと関連があるかをユーザが比較することができる。

さらに、ＧＵＩ生成部１４において、レイアウト変更された反転サブグラフから図９に示すような表形式のデータが生成されるようにしてもよい（Ｓ１０）。生成された表形式のデータは、ユーザ端末のモニターに表示される（Ｓ１１）。このように表形式で表示することにより、さらに容易にユーザが情報の関連状況を把握することができる。

以上の実施形態により、グラフ構造を持つ大量のデータの中からクエリグラフパターンが一致する情報を検索する際に、初期クエリグラフパターンに基づいて抽出されるデータに関連し、且つこのデータの比較対象となる情報を取得できるクエリグラフパターンが自動的に生成されて検索が行われるため、所望の情報を効率よく取得することができる。

本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置が用いられている検索システム１の構成を示す全体図である。 本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置に接続されているグラフ構造データベース内のデータを示す説明図である。 本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置が用いられている検索システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置に入力される初期クエリグラフパターンを示す説明図である。 本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置で取得された初期クエリグラフパターンにマッチした初期サブグラフを示す説明図である。 本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置で生成された反転クエリグラフパターンを示す説明図である。 本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置で取得された反転クエリグラフパターンにマッチした反転サブグラフを示す説明図である。 本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置で取得された反転サブグラフがレイアウト変更された状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態による反転クエリグラフパターン生成装置に接続されているユーザ端末で表示された表形式のデータを示す説明図である。

符号の説明

１１…反転クエリグラフパターン生成装置
１２…ユーザ端末
１３…グラフ構造データベース
１４…ＧＵＩ生成部

Claims (12)

1. 主語となるデータおよび目的語となるデータを値としたノードと、これらのノード間の関係である述語となるデータを示すプロパティとにより、グラフ構造で表現されたデータベースが格納されたグラフ構造データ格納装置に接続された反転クエリグラフパターン生成装置において、
   ユーザから入力されたキーワードを値とするノードと、任意の値を持ちうるノードと、ユーザから入力されたプロパティとから構成されるグラフ構造パターンである初期クエリグラフパターンを取得する初期クエリグラフパターン取得手段と、
   前記初期クエリグラフパターン取得手段で取得された初期クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から初期サブグラフとして取得する初期サブグラフ取得手段と、
   前記初期サブグラフ取得手段で取得された初期サブグラフの中の、前記初期クエリグラフパターンの任意の値のノードにマッチしたノードの中から選択されたノードの値を固定し、この値を固定したノード以外のノードの値を任意の値とした反転クエリグラフパターンを生成する反転クエリグラフパターン生成手段と
   を備えることを特徴とする反転クエリグラフパターン生成装置。
2. 主語となるデータおよび目的語となるデータを値としたノードと、これらのノード間の関係である述語となるデータを示すプロパティとにより、グラフ構造で表現されたデータベースが格納されたグラフ構造データ格納装置に接続された反転クエリグラフパターン生成装置が、
   ユーザから入力されたキーワードを値とするノードと、任意の値を持ちうるノードと、ユーザから入力されたプロパティとから構成されるグラフ構造パターンである初期クエリグラフパターンを取得する初期クエリグラフパターン取得ステップと、
   前記初期クエリグラフパターン取得ステップにおいて取得された初期クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から初期サブグラフとして取得する初期サブグラフ取得ステップと、
   前記初期サブグラフ取得ステップにおいて取得された初期サブグラフの中の、前記初期クエリグラフパターンの任意の値のノードにマッチしたノードの中から選択されたノードの値を固定し、この値を固定したノード以外のノードの値を任意の値とした反転クエリグラフパターンを生成する反転クエリグラフパターン生成ステップと
   を有することを特徴とする反転クエリグラフパターン生成方法。
3. 主語となるデータおよび目的語となるデータを値としたノードと、これらのノード間の関係である述語となるデータを示すプロパティとにより、グラフ構造で表現されたデータベースが格納されたグラフ構造データ格納装置に接続された反転クエリグラフパターン生成装置に、
   ユーザから入力されたキーワードを値とするノードと、任意の値を持ちうるノードと、ユーザから入力されたプロパティとから構成されるグラフ構造パターンである初期クエリグラフパターンを取得する初期クエリグラフパターン取得機能と、
   前記初期クエリグラフパターン取得機能により取得された初期クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から初期サブグラフとして取得する初期サブグラフ取得機能と、
   前記初期サブグラフ取得機能により取得された初期サブグラフの中の、前記初期クエリグラフパターンの任意の値のノードにマッチしたノードの中から選択されたノードの値を固定し、この値を固定したノード以外のノードの値を任意の値とした反転クエリグラフパターンを生成する反転クエリグラフパターン生成機能と
   を実行させる反転クエリグラフパターン生成用プログラム。
4. 主語となるデータおよび目的語となるデータを値としたノードと、これらのノード間の関係である述語となるデータを示すプロパティとにより、グラフ構造で表現されたデータベースが格納されたグラフ構造データ格納装置に接続された反転サブグラフ検索装置において、
   ユーザから入力されたキーワードを値とするノードと、任意の値を持ちうるノードと、ユーザから入力されたプロパティとから構成されるグラフ構造パターンである初期クエリグラフパターンを取得する初期クエリグラフパターン取得手段と、
   前記初期クエリグラフパターン取得手段で取得された初期クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から初期サブグラフとして取得する初期サブグラフ取得手段と、
   前記初期サブグラフ取得手段で取得された初期サブグラフの中の、前記初期クエリグラフパターンの任意の値のノードにマッチしたノードの中から選択されたノードの値を固定し、この値を固定したノード以外のノードの値を任意の値とした反転クエリグラフパターンを生成する反転クエリグラフパターン生成手段と、
   前記反転クエリグラフパターン生成手段で生成された反転クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から反転サブグラフとして取得する反転サブグラフ取得手段と
   を備えることを特徴とする反転サブグラフ検索装置。
5. 前記反転サブグラフ取得手段で取得された反転サブグラフを、前記初期サブグラフに追加したグラフ構造の情報に変更するグラフ構造情報変更手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の反転サブグラフ検索装置。
6. 前記グラフ構造情報変更手段で変更された反転サブグラフを、前記反転クエリグラフパターンの構造にマッチした情報ごとに、各ノードの値および各プロパティで示されるデータを表形式で表示させるためのデータに変換する表示データ変換手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の反転サブグラフ検索装置。
7. 主語となるデータおよび目的語となるデータを値としたノードと、これらのノード間の関係である述語となるデータを示すプロパティとにより、グラフ構造で表現されたデータベースが格納されたグラフ構造データ格納装置に接続された反転サブグラフ検索装置が、
   ユーザから入力されたキーワードを値とするノードと、任意の値を持ちうるノードと、ユーザから入力されたプロパティとから構成されるグラフ構造パターンである初期クエリグラフパターンを取得する初期クエリグラフパターン取得ステップと、
   前記初期クエリグラフパターン取得ステップにおいて取得された初期クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から初期サブグラフとして取得する初期サブグラフ取得ステップと、
   前記初期サブグラフ取得ステップにおいて取得された初期サブグラフの中の、前記初期クエリグラフパターンの任意の値のノードにマッチしたノードの中から選択されたノードの値を固定し、この値を固定したノード以外のノードの値を任意の値とした反転クエリグラフパターンを生成する反転クエリグラフパターン生成ステップと、
   前記反転クエリグラフパターン生成ステップにおいて生成された反転クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から反転サブグラフとして取得する反転サブグラフ取得ステップと
   を有することを特徴とする反転サブグラフ検索方法。
8. 前記反転サブグラフ取得ステップにおいて取得された反転サブグラフを、前記初期サブグラフに追加したグラフ構造の情報に変更するグラフ構造情報変更ステップをさらに有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の反転サブグラフ検索方法。
9. 前記グラフ構造情報変更ステップにおいて変更された反転サブグラフを、前記反転クエリグラフパターンの構造にマッチした情報ごとに、各ノードの値および各プロパティで示されるデータを表形式で表示させるためのデータに変換する表示データ変換ステップをさらに有する
   ことを特徴とする請求項８に記載の反転サブグラフ検索方法。
10. 主語となるデータおよび目的語となるデータを値としたノードと、これらのノード間の関係である述語となるデータを示すプロパティとにより、グラフ構造で表現されたデータベースが格納されたグラフ構造データ格納装置に接続された反転サブグラフ検索装置に、
    ユーザから入力されたキーワードを値とするノードと、任意の値を持ちうるノードと、ユーザから入力されたプロパティとから構成されるグラフ構造パターンである初期クエリグラフパターンを取得する初期クエリグラフパターン取得機能と、
    前記初期クエリグラフパターン取得機能により取得された初期クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から初期サブグラフとして取得する初期サブグラフ取得機能と、
    前記初期サブグラフ取得機能により取得された初期サブグラフの中の、前記初期クエリグラフパターンの任意の値のノードにマッチしたノードの中から選択されたノードの値を固定し、この値を固定したノード以外のノードの値を任意の値とした反転クエリグラフパターンを生成する反転クエリグラフパターン生成機能と、
    前記反転クエリグラフパターン生成機能により生成された反転クエリグラフパターンの構造にマッチする部分の情報を、前記グラフ構造データ格納装置に格納されたデータベースの中から反転サブグラフとして取得する反転サブグラフ取得機能と
    を実行させる反転サブグラフ検索用プログラム。
11. 前記反転サブグラフ取得機能により取得された反転サブグラフを、前記初期サブグラフに追加したグラフ構造の情報に変更するグラフ構造情報変更機能をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の反転サブグラフ検索用プログラム。
12. 前記グラフ構造情報変更機能により変更された反転サブグラフを、前記反転クエリグラフパターンの構造にマッチした情報ごとに、各ノードの値および各プロパティで示されるデータを表形式で表示させるためのデータに変換する表示データ変換機能をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の反転サブグラフ検索用プログラム。

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