JP4957656B2 - 情報処理装置及び情報処理プログラム - Google Patents
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Description
しかし、集めた情報の量はしばしば人間の処理能力をはるかに超えるものとなる。このため、せっかく大量に集めた情報からリスクを発見したり、知識を抽出したりして活用することは実際には労力を伴う難しいものであった。
現実社会で発生するデータ、例えば電子文書であるドキュメントの操作履歴などのように人の操作を記録したものでは、たとえ同じ内容の作業を行っても、作業者の操作順などが厳密には一致しないため操作の履歴データの親子関係が厳密に一致することは期待できない。このため、そのようなデータからパターンを抽出するためには、親子関係に揺れが生じたとしてもパターンが抽出できるembedded subtree miningの技術を適用することが望ましい。また、人の操作の記録だけではなく、情報を整理した木構造データのようなものからも埋め込まれている隠れた構造を抽出するためには同様にembedded subtree miningを用いる必要がある。
embedded subtree miningを実現する従来の技術としては、TreeMiner、Dryade、MB3−miner、TRIPSなどを挙げることができる。
請求項1の発明は、複数の木構造内で複数回現れる一次パターンを抽出する一次パターン抽出手段と、前記一次パターン抽出手段によって抽出された一次パターンに該一次パターンの出現数を表す符号を付加する符号付加手段と、前記符号付加手段によって符号が付加された一次パターンから二次パターンを抽出する二次パターン抽出手段と、前記一次パターンと前記二次パターンを比較して、前記複数の木構造内で複数回現れるパターンのうち、二次パターンに現れない一次パターンを選択する選択手段を具備することを特徴とする情報処理装置である。
図1は、第1の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図を示している。
なお、モジュールとは、一般的に論理的に分離可能なソフトウェア(コンピュータ・プログラム)、ハードウェア等の部品を指す。したがって、本実施の形態におけるモジュールはコンピュータ・プログラムにおけるモジュールのことだけでなく、ハードウェア構成におけるモジュールも指す。それゆえ、本実施の形態は、コンピュータ・プログラム、システム及び方法の説明をも兼ねている。ただし、説明の都合上、「記憶する」、「記憶させる」、これらと同等の文言を用いるが、これらの文言は、実施の形態がコンピュータ・プログラムの場合は、記憶装置に記憶させる、又は記憶装置に記憶させるように制御するの意である。また、モジュールは機能にほぼ一対一に対応しているが、実装においては、1モジュールを1プログラムで構成してもよいし、複数モジュールを1プログラムで構成してもよく、逆に1モジュールを複数プログラムで構成してもよい。また、複数モジュールは1コンピュータによって実行されてもよいし、分散又は並列環境におけるコンピュータによって1モジュールが複数コンピュータで実行されてもよい。なお、1つのモジュールに他のモジュールが含まれていてもよい。また、以下、「接続」とは物理的な接続の他、論理的な接続(データの授受、指示、データ間の参照関係等)の場合にも用いる。
また、システム又は装置とは、複数のコンピュータ、ハードウェア、装置等がネットワーク(一対一対応の通信接続を含む)等の通信手段で接続されて構成されるほか、1つのコンピュータ、ハードウェア、装置等によって実現される場合も含まれる。「装置」と「システム」とは、互いに同義の用語として用いる。「所定」という用語は、予め定められたの意の他に、そのときの状況・状態に応じて、又はそれまでの状況・状態に応じての意を含めて用いる。
つまり、第一整形モジュール106は、パターン抽出モジュール110によって抽出され、パターン記憶モジュール112に格納された一次パターンについて加工する。そして、パターン抽出モジュール110を再利用すること(つまり、二次パターン抽出処理)により、closed patternを選択できるようにするための前処理を行い、処理結果をツリーデータ記憶モジュール104に渡す。
1つ目の処理(以下、一次パターン抽出処理ともいう)は、ツリーデータ記憶モジュール104に記憶されている複数のツリーデータ内で、複数回現れる一次パターンを抽出し、パターン記憶モジュール112に渡す。その場合、対象としているノードよりも下位にあるパターンの出現数を用いてパターンを抽出するようにしてもよい。また、対象としているノードよりも下位であるパターンの出現数に基づいて、そのパターンの抽出を継続するようにしてもよい。
2つ目の処理(以下、二次パターン抽出処理ともいう)は、ツリーデータ記憶モジュール104に記憶されている第一整形モジュール106によって符号が付加された一次パターンから、二次パターンを抽出し、第二整形モジュール108に渡す。
つまり、図示しない入力装置を介してユーザから、あるいはシステムの設定により指定された条件にしたがってツリーデータ記憶モジュール104に格納されたツリーデータの中から共通のパターンを抽出してパターン記憶モジュール112又は第二整形モジュール108に渡す。
ステップS202では、パターン抽出モジュール110が一次パターン抽出処理を行う。
一次パターン抽出処理は、従来技術であるembedded subtree miningの技術を用いるようにしてもよい。また、一次パターン抽出として、複数のツリーデータ内で複数回現れるパターンの探索を、そのツリーデータ内の現在の処理対象となっているノードより下位のノードに対して行い、パターンの探索を、ツリーデータ内の現在の処理対象となっているノードより上位のノードであってその上位のノードの下位にあり、かつ未探索のノード毎に探索するようにしてもよい。また、それらの処理の一部を変更して採用してもよい。第1の実施の形態では、図3〜5に示す処理を用いる。
図3の例に示すフローチャートは、closed patternの抽出を前提として出力パターンの削減と無駄になる処理を除いた、パターン抽出の処理の流れである。また図4の例に示すフローチャートは、その場合の一次パターン抽出処理における再帰部分の処理の流れを示したものである。図5の例に示すフローチャートは、その場合の二次パターン抽出処理における再帰部分の処理の流れを示したものである。これらの処理の詳細については後述する。
まず、説明と図の簡単のために図10に示すツリーのラベルの「作成」をA、「閲覧」をB、「修正」をC、「印刷」をD、「承認」をEと変換して説明する。つまり、図10の例に示すノードのラベルをこのように変換したツリーを図11に示す。
これに対して、後述する図3に示すフローチャートによる処理を施すことで、一次パターン抽出の処理時に抽出されるパターンは大きく削減され図22の例に示すようになる。
つまり、第一整形モジュール106は、一次パターン抽出処理の結果を整形する。closed patternは、サポート数が同じであるパターン間での包含関係を判定し、より大きなパターンに包含されるパターンを出力しない。このため、サポート数に対応し、かつ他のラベルと共通にならない符号をラベルとして設定したノードを各パターンツリーのルートの上位につけて新たなツリーとする。例えば、サポート数2に対して符号Yを与えることにより、EB−1B(図22の4行目のパターン)は、YEB−1B(図23の4行目のパターン)のツリーに変換される。同様にして図22のパターンは図23のように変換される。
つまり、パターン抽出モジュール110は、整形された一次パターンに再度パターン抽出をかける。この際の最低出現するサポート数の指定は2とするが、必要に応じてこの指定を変えるようにしてもよい。
複数のパターンの中に現れ、さらに追加したルートノード(サポート数を表している)が等しい場合には、そのパターンは同じサポートを持つ他のパターンの中に含まれるということを意味する。すなわち、二次パターン抽出処理による抽出結果のパターンを、一次パターン抽出処理の結果から除いたものがclosed patternになる。
二次パターン抽出処理は、サポート数を表すラベルがルートノードにあるものだけを探せばよいので、二次パターン抽出の処理自体をそのように動作を制限することもできる。この制御以外は一次パターン抽出と同じ機構を用いて処理することもできる。なお、一次パターン抽出と二次パターン抽出は処理が異なっており、必ずしも全く同じ機構でなければならないわけではない。
つまり、第二整形モジュール108は、二次パターン抽出処理の結果をパターン記憶モジュール112に含まれている一次パターンと比較しやすくする処理を行う。パターン選択モジュール116が直接それぞれのデータの形式に対応することで、第二整形モジュール108による二次結果整形の処理を省略することも可能である。
つまり、パターン選択モジュール116は、パターン記憶モジュール112に記憶されたパターンデータの中から、二次パターン抽出処理で抽出されなかったものを選択する。ここでの例では、図21に示したパターンの中から図24にないもの(先頭のYの違いを除いて比べる)を選んで出力することになる。あるいは、図23に示したパターンの中から図24に無いものを選択して、形式を図21の形に戻すなどの処理を行って出力する。
この選択処理の結果は、ここでの例ではAB−1EDB−1−1CB(図21)という一つのパターンだけとなり、一つだけのパターンがclosed pattern miningの出力結果となる。
未処理ノードがあり、かつ、下位サポートに同じものがない場合(ステップS404でy)は、ステップS406へ進み、それ以外の場合はステップS420へ進む。
ステップS406では、未処理ノードを選択する。例えば、パスとして最も右側のパス(rightmost path : RMP)を選ぶことができる。より具体的には、図4の処理に入ったときに、作業中のパターンが図13に示すツリー例であった場合、列挙されるノードはAとEとなる(以降もラベルを利用してノードの指定を行う)。
ステップS410では、未処理の頻出ラベルがあるか否かを判断する。かかる判断においてある場合(ステップS410でy)にはステップS412へ進み、それ以外の場合(ステップS410でn)にはステップS404に戻る。この例では、BとDとEが挙げられるので、ステップS412へ進む。
そして、ステップS416では、再帰的に本処理であるパターン抽出処理を呼び出す。再帰的に呼び出された先では例えば図17、18、19に示すようなパターンが調べられて出力される。
そして、ステップS418では、ステップS416の再帰的処理から戻ってくると、下位サポートを更新する。さきの例では、下位サポートは2に設定される。この下位サポートの更新は、未処理の頻出ラベルを選択した際にすぐ行ってもよい。更新の際には下位サポートの値は最大の値を保つように更新する。そして、ステップS410へ戻る。
この処理により、closed patternになりえないパターンの出力が抑えられて処理効率を上げることができる。
第1の実施の形態では、抽出したパターンから再度パターンを抽出した後で、パターン同士を比較していたが、第2の実施の形態では、二次抽出パターンを出力しない。二次抽出パターンは、例に示したように一次抽出パターンよりも数が多くなる場合があり、このことが処理効率を下げる場合がある。第2の実施の形態は、二次抽出処理と選択処理においてパターンの抽出を行うのではなく、一次パターンが二次抽出処理において出現するか否かの判断を行うものである。
第1の実施の形態と同様のモジュールは、同様の名称にしている。なお、第1の実施の形態と異なるのは、第二整形モジュール108がないことである。つまり、一次パターン抽出処理までは第1の実施の形態と同様である。第1の実施の形態と異なるモジュールの働きについて説明する。
パターン選択モジュール616は、パターン抽出モジュール610、パターン記憶モジュール612、出力モジュール614、制御モジュール618と接続されており、パターン抽出モジュール610によって一次パターンを参照して行われる二次パターンの抽出処理過程で、ツリーデータ内で複数回現れるパターンのうち、closed patternを選択する。つまり、参照パターンに沿ってラベルの選択が行えない場合、参照パターンを出力する。また、パターン抽出モジュール610の二次パターン抽出処理による抽出のときに抽出されなかった一次パターンを選択するようにしてもよい。
ステップS702での一次パターンの抽出処理は、例えば、図3、図4に示す処理例と同様のものであってもよい。
図5に示すフローチャート例との違いは、頻出ラベルの選択(ステップS806)が参照パターン(一次パターン)に沿って行われることと、参照パターンに沿ってラベルの選択が行えない(参照パターンが頻出パターンとして出現しない)場合(ステップS804でn)、参照パターンを出力する(ステップS812)点である。
ステップS804では、参照パターンに沿ったラベルを選択できるか否かを判断する。かかる判断において選択できる場合(ステップS804でy)にはステップS806へ進み、それ以外の場合(ステップS804でn)はステップS812へ進む。
ステップS806では、ステップS804で選択できると判断したラベルを選択する。
ステップS808では、そのラベルを用いたパターンを作成する。
ステップS810では、図9に示すフローチャート例を呼び出す。戻ってきたらステップS804に戻る。
ステップS812では、参照パターンを出力する。
ステップS814では、未処理の参照パターンがあるか否かを判断する。かかる判断において未処理の参照パターンがある場合(ステップS814でy)にはステップS816へ進み、それ以外の場合(ステップS814でn)には終了する(ステップS899)。
ステップS816では、参照パターンを更新して、ステップS804へ戻る。
この処理例も図5に示すフローチャート例と類似した処理を行うが、伸張箇所が決まった際にラベルを参照パターンに沿って選べなかったとき(ステップS912、参照パターンが頻出パターンとして出現しえないとき)、参照パターンを出力する点(ステップS922)が異なっている。
ステップS902では、未処理の参照パターンがあるか否かを判断する。かかる判断においてある場合にはステップS904に進み、それ以外の場合には終了する(ステップS999)。
ステップS904では、参照パターンを更新する。
つまり、ステップS902、ステップS904では、参照パターンを抽出処理中のパターンよりも先に進める(次のラベルを選択する指針とするためには参照パターンが先に進んでいなければならない)処理を行っている。
ステップS906以降では、参照パターンが先に進んでいるため、参照パターンに従って制御を進める(ラベルの選択を行う)ことができる。
ステップS906では、参照パターンにしたがって、ノードを選択できるか否かを判断する。かかる判断において選択できる場合(ステップS906でy)にはステップS908に進み、それ以外の場合(ステップS906でn)は終了する(ステップS999)。
ステップS908では、その参照パターンにしたがって、ノードを選択する。
ステップS910では、伸張候補である頻出ラベルを探索する。
ステップS914では、ステップS912で選択できると判断されたラベル、つまり伸張候補の頻出ラベルを選択する。
ステップS916では、パターンを作成する。
ステップS918では、パターン抽出再帰処理(図9に示すフローチャート例による処理)を再帰的に呼び出す。
ステップS920では、参照パターンは同じノードからの伸張であるか否かを判断する。かかる判断において同じノードからの伸張である場合(ステップS920でy)にはステップS912に戻り、それ以外の場合(ステップS920でn)はステップS906に戻る。
ステップS924では、未処理の参照パターンがあるか否かを判断する。かかる判断においてある場合(ステップS924でy)にはステップS926に進み、それ以外の場合(ステップS924でn)には終了する(ステップS999)。
ステップS926では、参照パターンを更新し、ステップS920に進む。
制御モジュール118、制御モジュール618は、第1の実施の形態、第2の実施の形態の両方において、例えばサポートの数毎に一次結果の整形以降の処理を行うように制御するようにしてもよい。
また、サポートの数の違いを無視した処理に変形すると、Maximal patternの抽出処理を実現することもできる。
また、一次パターン抽出処理の結果を直接、二次パターン抽出(探索)処理で入力できるように一次パターン抽出処理の出力部分あるいは二次パターン抽出(探索)処理の入力部分を改変することで、一次結果の整形を省略する構成とすることも容易な変更である。
十分に大きな主記憶装置を用意して、一次パターン抽出処理の結果を主記憶上に保持することでパターン記憶モジュール112又はパターン記憶モジュール612を主記憶上に用意することもできる。
また、前述の例では、サポート数を表す符号をパターンの先頭に付加したが、パターンの最後尾やルートノードの最初の子ノードとして付加するようにしてもよい。
なお、図25に示すハードウェア構成は、1つの構成例を示すものであり、前述の実施の形態は、図25に示す構成に限らず、前述の実施の形態において説明したモジュールを実行可能な構成であればよい。例えば、一部のモジュールを専用のハードウェア(例えばASIC等)で構成してもよく、一部のモジュールは外部のシステム内にあり通信回線で接続しているような形態でもよく、さらに図25に示すシステムが複数互いに通信回線によって接続されていて互いに協調動作するようにしてもよい。また、特に、パーソナルコンピュータの他、情報家電、複写機、ファックス、スキャナ、プリンタ、複合機(スキャナ、プリンタ、複写機、ファックス等のいずれか2つ以上の機能を有している画像処理装置)などに組み込まれていてもよい。
「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、プログラムのインストール、実行、プログラムの流通などのために用いられる、プログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体をいう。
なお、記録媒体としては、例えば、デジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)であって、DVDフォーラムで策定された規格である「DVD−R、DVD−RW、DVD−RAM等」、DVD+RWで策定された規格である「DVD+R、DVD+RW等」、コンパクトディスク(CD)であって、読出し専用メモリ(CD−ROM)、CDレコーダブル(CD−R)、CDリライタブル(CD−RW)等、ブルーレイ・ディスク(Blue−ray Disk)、光磁気ディスク(MO)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープ、ハードディスク、読出し専用メモリ(ROM)、電気的消去及び書換可能な読出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュ・メモリ、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)等が含まれる。
そして、前記のプログラム又はその一部は、前記記録媒体に記録して保存や流通等させてもよい。また、通信によって、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、メトロポリタン・エリア・ネットワーク(MAN)、ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、インターネット、イントラネット、エクストラネット等に用いられる有線ネットワーク、あるいは無線通信ネットワーク、さらにこれらの組み合わせ等の伝送媒体を用いて伝送させてもよく、また、搬送波に乗せて搬送させてもよい。
さらに、前記のプログラムは、他のプログラムの一部分であってもよく、あるいは別個のプログラムと共に記録媒体に記録されていてもよい。また、複数の記録媒体に分割して
記録されていてもよい。また、圧縮や暗号化など、復元可能であればどのような態様で記録されていてもよい。
104、604…ツリーデータ記憶モジュール
106、606…第一整形モジュール
108…第二整形モジュール
110、610…パターン抽出モジュール
112、612…パターン記憶モジュール
114、614…出力モジュール
116、616…パターン選択モジュール
118、618…制御モジュール
Claims (10)
- 複数の木構造内で複数回現れる一次パターンを抽出する一次パターン抽出手段と、
前記一次パターン抽出手段によって抽出された一次パターンに該一次パターンの出現数を表す符号を付加する符号付加手段と、
前記符号付加手段によって符号が付加された一次パターンから二次パターンを抽出する二次パターン抽出手段と、
前記一次パターンと前記二次パターンを比較して、前記複数の木構造内で複数回現れるパターンのうち、二次パターンに現れない一次パターンを選択する選択手段
を具備することを特徴とする情報処理装置。 - 複数の木構造内で複数回現れる一次パターンを抽出する一次パターン抽出手段と、
前記一次パターン抽出手段によって抽出された一次パターンを該一次パターンの出現数毎に分類する分類手段と、
前記分類手段によって分類された一次パターンから二次パターンを抽出する二次パターン抽出手段と、
前記二次パターン抽出手段による二次パターンの抽出処理過程で、前記複数の木構造内で複数回現れるパターンのうち、二次パターンに現れない一次パターンを選択する選択手段
を具備することを特徴とする情報処理装置。 - 前記一次パターン抽出手段は、対象としているノードよりも下位にあるパターンの出現数を用いてパターンを抽出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記一次パターン抽出手段は、対象としているノードよりも下位であるパターンの出現数に基づいて、該パターンの抽出を継続する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記選択手段は、前記二次パターン抽出手段によって抽出されなかった前記一次パターンを選択する
ことを特徴とする請求項1、3、4のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記選択手段は、前記二次パターン抽出手段による抽出のときに抽出されなかった前記一次パターンを選択する
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記符号付加手段は、前記一次パターンの順序を前記二次パターン抽出手段によって抽出される順序に揃える
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - 前記一次パターン抽出手段と前記二次パターン抽出手段の抽出の順序を揃える
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の情報処理装置。 - コンピュータを、
複数の木構造内で複数回現れる一次パターンを抽出する一次パターン抽出手段と、
前記一次パターン抽出手段によって抽出された一次パターンに該一次パターンの出現数を表す符号を付加する符号付加手段と、
前記符号付加手段によって符号が付加された一次パターンから二次パターンを抽出する二次パターン抽出手段と、
前記一次パターンと前記二次パターンを比較して、前記複数の木構造内で複数回現れるパターンのうち、二次パターンに現れない一次パターンを選択する選択手段
として機能させることを特徴とする情報処理プログラム。 - コンピュータを、
複数の木構造内で複数回現れる一次パターンを抽出する一次パターン抽出手段と、
前記一次パターン抽出手段によって抽出された一次パターンを該一次パターンの出現数毎に分類する分類手段と、
前記分類手段によって分類された一次パターンから二次パターンを抽出する二次パターン抽出手段と、
前記二次パターン抽出手段による二次パターンの抽出処理過程で、前記複数の木構造内で複数回現れるパターンのうち、二次パターンに現れない一次パターンを選択する選択手段
として機能させることを特徴とする情報処理プログラム。
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