JP5194778B2 - セッションベースクエリのためのノードのランク付け - Google Patents

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Description

本発明はワールド・ワイド・ウェブ中のウェブページ等の相互リンクが張られたオブジェクトの検索に関する。
[関連出願]
この出願は、米国仮出願第60/876546号(2006年12月22日出願)の米国特許法第119条(e)の利益を主張するものである。
ウェブベース検索のためのノードのランク付けは重要な技術である。例えば、PAGERANKはグーグル社が使用しているものであるが、ワールド・ワイド・ウェブの構造を調べてウェブページをランク付けしている。しかし、PAGERANKは、成功しているが、ユーザの一般的な検索行動を正確にモデル化していない。
実施形態により、例えばワールド・ワイド・ウェブのウェブページ等の相互リンクが張られた文書またはその他のオブジェクトのコレクション(collection)を検索するためのセッションベースのユーザモデルを提供する。一部の実施形態では、典型的なユーザ行動を従来技術よりよく追跡(track)できる、オブジェクトのセット全体の順序(すなわちランク)を計算する。
PAGERANKはウェブページをその間のリンクを調べてランク付けするアルゴリズムである。各ウェブページPに付されるランクは、ユーザが、ランダムに選択したウェブページから始まるリンクをランダムに選択した場合に、いずれはPを訪れる(visit)確率に対応する。ワールド・ワイド・ウェブを「サーフィン(surfing)」するこのモデルは、ランダムサーファーモデルである。
ウェブにnページP,...,Pあり、各ページiは外へのl個のリンクを有すると仮定する。Eij=1であるとき、ページiからページjへのリンクがあることを示す。リンクが無ければEij=0である。PAGERANKはnページの各々のランクのベクトルRを計算する。ここで、R(i)はページiのランクである。PAGERANKはこの計算を反復し、計算したベクトルが同じ(similar)になるまでこの計算を反復する。このアルゴリズムでは、次の計算を行う:
Figure 0005194778
PAGERANKでは、αの値は0.85である。
最初、ユーザがあるウェブページを訪れる確率はすべてのウェブページで等しい。ユーザがt番目の反復時にウェブページiをおとずれる確率はR(i)である。ユーザはページi中のl個のリンクの1つをランダムに選択するので、ユーザがウェブページjにジャンプする確率は
Figure 0005194778
である。PAGERANKは、この確率を、ユーザが次のステップにウェブページjにいる確率Rt+1(j)に加える。ユーザがウェブページj以外のウェブページにジャンプする確率は1−αであり、この確率は比較的小さい。
ランダムサーファーモデルは分析が比較的容易であるが、現実のユーザが検索をするやり方を正しく捉えていない。対照的に、本発明の実施形態は検索セッションの概念に基づくモデルを利用する。
図1は、ウェブページのセットにわたってのユーザの検索行動例を示す図である。ユーザはセッションページiから検索を開始すると仮定する。ユーザは外へのl個のリンクの1つから他のページjに進み、検索をやめるか、セッションページiに戻って異なるリンク経路に進むまで、リンクのシーケンスの行き来を続ける。例えば、ユーザはセッションページiから検索を開始する。ユーザはノード1を訪れ、ノード2に進む。ここで、必要に応じて、ノードとはウェブページやその他のリンク可能オブジェクトを含むものとし、その逆の場合も同じとする。ユーザは、欲するものが見つからなければ、セッションページiに戻り、他のリンクを選択し、ノード3まで行く。ユーザは、この方向性は望ましくないと判断し、再びセッションページiに戻る。ユーザは、ノード4に行くリンクに進み、最終的にノード5に行く。
この検索方法は現実のユーザの典型的な行動により近いものである。ユーザは、長いリンク経路(long path of links)をたどってページに行き着くのではなく、もっと小さいリンクシーケンスをたどり、その途中で(at the end)そのシーケンスをさらに先に進むかどうか判断する。ユーザは、そのシーケンスをさらに先に進まない場合、元のページに戻り他の経路に進む。かかる検索パターンはインテリジェントサーファーモデル(Intelligent Surfer Model)の基礎となる。一部の実施形態では、かかる検索パターンを使用し、ウェブページやその他のリンク可能オブジェクト(linkable objects)のランクを計算する。
をセッションページiからd個のリンクを隔てたページのセットとする。Hをセッションページiから最大k個のリンクを隔てたページのセットとする。一部の実施形態では、以下の一様分布から始めて、確率ベクトルRを反復的に計算する。
Figure 0005194778
は、すべてのノードが最初にセッションノードとして等しい確率を有することを意味している。Cijは、反復tにおいてセッションページiがノードjに貢献する確率R(i)の割合を示す。Cijは、ノードiとノードjの間に最大k個のリンクを有する経路がある場合にのみ非ゼロとなる。一部の実施形態では、Cijはtとは独立なので、Cijを事前に計算する。
一部の実施形態では、H中のノードに確率R(i)を階層化して分配する。例えば、第1のステップですべてのR(i)をH 中のl個のノードに分配する。簡単のため、一部の実施形態では、この分配は実質的に一様であると仮定する。第2のステップで、jからリンクされたH 中のノードに、H 中の各ノードjに分配された確率のパーセンテージを分配する。再度、簡単のため、一部の実施形態では、jの確率の1/2をjがリンクするl個のノードに均等に分配するものとしてもよい。一部の実施形態では、このプロセスをk回のステップに対して反復する。
図2乃至図4は、一部の実施形態でR(i)をH中のノードにいかに分配するかを例示する分配例を示す。図2は一例であり、第1のステップで確率β=R(i)をノードv、v及びvに均等に分配する。ノードv、v及びvはノードiに集まっているものである。図3に例として示したように、これ以降のステップで、ノードv、v及びvの確率をそれぞれノード[v、v、v]、[v、v、v]及び[v、v10]に分配する。図4はβの分配結果を示している。一部の実施形態では、この分析からファクタCijを直接求め、一部の実施形態では、ファクタCijはβとは独立である。限定ではなく一例として、一部の実施形態では
Figure 0005194778
である。一部の実施形態では、対応するファクタCijをルックアップ(look up)することにより、各反復の動作を実行する。かかる実施形態では、各反復においてリンクを進む(link traversals)必要はない。
一部の実施形態では、このアルゴリズムの実行にはファクタkが重要である。ファクタkは、所望のウェブページを見つけるためにユーザが進んでもよいと思うリンクを示す。従って、ファクタkはユーザの辛抱強さをモデル化したものである。一部の実施形態では、k=1の場合はPAGERANKの計算に戻る。従って、一部の実施形態はPAGERANKを包含している。
図5は、セッションベースクエリのためにノードのランク付けをするシステム10の例を示す図である。システム10は、端末12とサーバ14とを含み、これらはネットワーク16を介して通信する。一部の実施形態では、ネットワーク16は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイヤレスLAN(WLAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、メトロポリタンエリアネットワーク(MAN)、インターネットの一部、その他のネットワーク16、またはこれらの組合せである。本発明では、ネットワーク16は任意の適切なものでよい。リンク18は各端末12またはサーバ14をネットワークに結合する。一部の実施形態では、各リンク18は有線リンク、無線リンクまたは光リンクを含む。一部の実施形態では、各リンク18はLAN、WLAN、WAN、MAN、インターネットの一部、公衆交換電話網(PSTN)、アクセスネットワーク、その他のリンクまたはこれらの組合せである。本発明では、任意の適切な端末12と任意の適切なサーバ14を任意の適切なネットワーク16に結合する任意の適切なリンク18を予定している。
端末12によりユーザはネットワーク16を介して通信できる。限定ではなく一例として、端末12はコンピュータシステム(ノートブックまたはデスクトップコンピュータシステム)、携帯電話(ワールド・ワイド・ウェブをブラウズする機能を含むものであってもよい)、その他の端末12を含む。サーバ14は、端末12にサーバ14の機能またはデータへのアクセスを提供する。限定ではなく一例として、サーバ14はウェブサーバを含んでもよい。ウェブサーバは端末12からのHTTP(Hyper Text Transfer Protocol)リクエストを受け取り、端末12にHTTPレスポンス及びウェブページ等の要求データを伝送する。ウェブページはHTML文書を含んでいてもよい。他の例として、サーバ14はアプリケーションサーバを含んでいてもよい。本発明では、任意の適切なサーバ14を予定している。
一部の実施形態では、システム10の1つ以上のサーバ14は、1つ以上のウェブ検索エンジン20、1つ以上のランキングエンジン22、またはその両方を含む。一部の実施形態では、バスまたはその他のワイヤにより、1つ以上のウェブ検索エンジン20は通信のため1つ以上のランキングエンジン22に結合している。ウェブ検索エンジン20の例には、BAIDU、グーグル、LIVE SEARCH、ヤフー!検索などがある。本発明では、任意の適切なウェブ検索エンジン20を予定している。さらに、本発明は任意の適切な検索エンジンを予定しているが、これは必ずしもウェブ検索エンジン20である必要はない。一部の実施形態では、ランキングエンジン22は、上記のように、ウェブページまたはその他のリンク可能オブジェクトをランク付けするハードウェア、ソフトウェア、または組み込みロジックコンポーネント(embedded logic component)またはこれらの2つ以上の組合せを含む。限定ではなく一例として、ランキングエンジン22はサーバ14のすべてのウェブページまたはその一部をランク付けし、1つ以上のウェブ検索エンジン20はランキングエンジン22が生成したランキングを使って、端末12のユーザからの検索クエリに応答して検索結果を生成し、それを端末12のユーザに返す。
一部の実施形態では、ユーザがセッションページPから検索を開始して、そこから始まる一定数Nのリンクをたどるというユーザモデルを仮定してインテリジェントサーファーのモデル化を試みる。ある確率で、ユーザは検索がうまく行かず、セッションページPに戻って別のリンク経路を進む。一部の実施形態では、PAGERANKはかかるモデルの特別な場合(N=1の場合)である。一部の実施形態では、検索結果を生成して返すために、ウェブページまたはその他の相互リンクされたオブジェクトをよりよくランク付けできる。
図6は、セッションベースクエリのためにノードのランク付けをする方法例を示す図である。G=(V,E)はワールド・ワイド・ウェブをモデル化したグラフとする。ノードVはウェブページを表し、ノード間をつなぐエッジはウェブページ間のウェブリンクを表す。ユーザが最初のウェブページから進み、あきらめて最初のウェブページから再び開始する連続したリンクの数をNとする。数Nはユーザの我慢強さを表す。GとNが与えられると、アルゴリズムにより、インテリジェントサーファーパターンをたどるユーザに対応するノードVにわたる確率分布Dを求める。すなわち、インテリジェントサーファーパターンをたどるユーザは、確率分布Dにおいて高い確率を有するノードに行く可能性が高い。本方法はステップ100で始まり、アルゴリズムによりVにおいて一様な分布D=Uを生成する。ステップ102において、アルゴリズムにより、最終分布Dに収束するまで、反復的に「よりよい」分布Dを生成する。各反復iにおいて、アルゴリズムにより、vからN個のエッジ以内で到達できるすべてのノードに対して、各ノードvに確率D(v)を分布させる。こうして分布Di+1′を求める。一部の実施形態では、アルゴリズムにより、確率分布DをUで重み付けして分布Di+1を生成する。ステップ104において、Di+1とDが互いに、例えば所定の1つ以上の基準に基づき非常に近くなるとアルゴリズムは終了する。ステップ106において、結果として得られた、ノードをランク付けする確率分布Dを伝えて、本方法が終了する。一部の実施形態では、必要に応じて、Nの複数の値に対してアルゴリズムを複数回実行する。かかる実施形態では、結果として得られた分布を平均するか、またはユーザが検索を実行するときに選択肢を与える。
本発明は、ここに説明した実施形態に対する、当業者が想到するだろうすべての変更、置換、変形、代替、修正を含むものである。同様に、適切な場合には、特許請求の範囲は、ここに説明した実施形態に対する、当業者が想到するだろうすべての変更、置換、変形、代替、修正を含むものである。
なお、本発明の一部の実施形態を整理すると以下の通りである。
(付記1) セッションノードと前記セッションノードにリンクされた複数のリンクされたノードとを含むノードのセットのモデルにアクセスし、前記リンクされたノードは親ノードと子ノードとを含み、親ノードは1つ以上の子ノードを前記セッションノードにリンクし、子ノードは前記子ノードを前記セッションノードにリンクする1つ以上の親ノードを有する段階と、
前記ノードのセットに対して、前記セッションノードから所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する確率分布を生成し、各子ノードはその親ノードの各々から前記親ノードに分配された確率の所定割合を受け取り、前記親ノードはその子ノードの各々に前記親ノードに分配された前記確率の前記所定割合を一様に分配する段階と、
前記ノードのセットのランク付けに使用するため前記確率分布を伝える段階とを有する方法。
(付記2) 前記ノードはハイパーテキスト・マークアップ・ランゲージ(HTML)文書である、付記1に記載の方法。
(付記3) 前記所定数のリンクはユーザの我慢強さをモデル化したものである、付記1に記載の方法。
(付記4) 前記所定数のリンクは2つのリンクである、付記1に記載の方法。
(付記5) 前記所定割合は1/2である、付記1に記載の方法。
(付記6) 前記ノードのセットのモデルはワールド・ワイド・ウェブの少なくとも一部をモデル化するグラフを含む、付記1に記載の方法。
(付記7) 前記ランク付けは前記ノードのセットの検索を容易にして、ユーザからのクエリに対する応答を生成する、付記1に記載の方法。
(付記8) 前記セッションノードから相異なる所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットの複数の確率分布を生成する段階と、
前記確率分布を平均化する段階と、
前記ノードのセットのランク付けに使用するため平均化した前記確率分布を伝える段階とを有する、付記1に記載の方法。
(付記9) 前記セッションノードから相異なる所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットの複数の確率分布を生成する段階と、
ユーザにより指定された嗜好に基づき前記ノードのセットのランク付けに使用する前記複数の確率分布を伝える段階とをさらに有する、付記1に記載の方法。
(付記10) 前記ノードのセットの前記確率分布を生成する段階は、一様な確率分布から始めて確率分布を反復的に計算し、生成される前記確率分布は反復的に計算された確率分布の収束の結果得られる段階を含む、付記1に記載の方法。
(付記11) コンピュータにより実行される、有体的媒体にエンコードされた論理であって、前記論理は実行されると、
セッションノードと前記セッションノードにリンクされた複数のリンクされたノードとを含むノードのセットのモデルにアクセスし、前記リンクされたノードは親ノードと子ノードとを含み、親ノードは1つ以上の子ノードを前記セッションノードにリンクし、子ノードは前記子ノードを前記セッションノードにリンクする1つ以上の親ノードを有する段階と、
前記ノードのセットに対して、前記セッションノードから所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する確率分布を生成し、各子ノードはその親ノードの各々から前記親ノードに分配された確率の所定割合を受け取り、前記親ノードはその子ノードの各々に前記親ノードに分配された前記確率の前記所定割合を一様に分配する段階と、
前記ノードのセットのランク付けに使用するため前記確率分布を伝える段階とを実行する論理。
(付記12) 前記ノードはハイパーテキスト・マークアップ・ランゲージ(HTML)文書である、付記11に記載の論理。
(付記13) 前記所定数のリンクはユーザの我慢強さをモデル化したものである、付記11に記載の論理。
(付記14) 前記所定数のリンクは2つのリンクである、付記11に記載の論理。
(付記15) 前記所定割合は1/2である、付記11に記載の論理。
(付記16) 前記ノードのセットのモデルはワールド・ワイド・ウェブの少なくとも一部をモデル化するグラフを含む、付記11に記載の論理。
(付記17) 前記ランク付けは前記ノードのセットの検索を容易にして、ユーザからのクエリに対する応答を生成する、付記11に記載の論理。
(付記18) 実行されたとき、
前記セッションノードから相異なる所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットの複数の確率分布を生成する段階と、
前記確率分布を平均化する段階と、
前記ノードのセットのランク付けに使用するため平均化した前記確率分布を伝える段階とをさらに実行する、付記11に記載の論理。
(付記19) 実行されたとき、
前記セッションノードから相異なる所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットの複数の確率分布を生成する段階と、
ユーザにより指定された嗜好に基づき前記ノードのセットのランク付けに使用する前記複数の確率分布を伝える段階とをさらに実行する、付記11に記載の論理。
(付記20) 前記ノードのセットの前記確率分布を生成する段階は、一様な確率分布から始めて確率分布を反復的に計算し、生成される前記確率分布は反復的に計算された確率分布の収束の結果得られる段階を含む、付記11に記載の論理。
(付記21) セッションノードと前記セッションノードにリンクされた複数のリンクされたノードとを含むノードのセットのモデルにアクセスし、前記リンクされたノードは親ノードと子ノードとを含み、親ノードは1つ以上の子ノードを前記セッションノードにリンクし、子ノードは前記子ノードを前記セッションノードにリンクする1つ以上の親ノードを有する手段と、
前記ノードのセットに対して、前記セッションノードから所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する確率分布を生成し、各子ノードはその親ノードの各々から前記親ノードに分配された確率の所定割合を受け取り、前記親ノードはその子ノードの各々に前記親ノードに分配された前記確率の前記所定割合を一様に分配する手段と、
前記ノードのセットのランク付けに使用するため前記確率分布を伝える手段とを有するシステム。
ウェブページにわたるユーザの検索行動例を示す図である。 ウェブページの第1のレイヤにわたる確率分布例を示す図である。 図2に示したウェブページの第2のレイヤにわたる確率分布例を示す図である。 図2に示したウェブページの第1のレイヤと第2のレイヤとにわたる確率分布例を示す図である。 セッションベースクエリのためにノードのランク付けをするシステム例を示す図である。 セッションベースクエリのためにノードのランク付けをする方法例を示す図である。

Claims (19)

  1. コンピュータが実行する方法であって、
    セッションノードと前記セッションノードにリンクされた複数のリンクされたノードとを含むノードのセットのモデルであって3以上の階層を含むモデルにアクセスする段階であって、前記リンクされたノードは親ノードと子ノードとを含み、親ノードは1つ以上の子ノードを前記セッションノードにリンクし、子ノードは前記子ノードを前記セッションノードにリンクする1つ以上の親ノードを有する段階と、
    前記セッションノードから所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットに対して確率分布を生成する段階であって、各子ノードはその親ノードの各々から前記親ノードに分配された確率の所定割合を受け取り、前記親ノードはその子ノードの各々に前記親ノードに分配された前記確率の前記所定割合を一様に分配する段階と、
    前記ノードのセットのランク付けに使用するため前記確率分布を伝える段階と
    を有し、
    前記ノードのセットに対して前記確率分布を生成する段階は、一様な確率分布から始めて確率分布を反復的に計算する段階であって、生成される前記確率分布は反復的に計算された確率分布の収束の結果得られる、段階を含む、
    法。
  2. 前記ノードはハイパーテキスト・マークアップ・ランゲージ(HTML)文書である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記所定数のリンクはユーザの我慢強さをモデル化したものである、請求項1に記載の方法。
  4. 前記所定数のリンクは2つのリンクである、請求項1に記載の方法。
  5. 前記所定割合は1/2である、請求項1に記載の方法。
  6. 前記ノードのセットのモデルはワールド・ワイド・ウェブの少なくとも一部をモデル化するグラフを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記ランク付けは前記ノードのセットの検索を容易にして、ユーザからのクエリに対する応答を生成する、請求項1に記載の方法。
  8. 前記セッションノードから相異なる所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットの複数の確率分布を生成する段階と、
    前記確率分布を平均化する段階と、
    前記ノードのセットのランク付けに使用するため平均化した前記確率分布を伝える段階とさらに有する、請求項1に記載の方法。
  9. 前記セッションノードから相異なる所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットの複数の確率分布を生成する段階と、
    ユーザにより指定された嗜好に基づき前記ノードのセットのランク付けに使用する前記複数の確率分布を伝える段階とをさらに有する、請求項1に記載の方法。
  10. ッションノードと前記セッションノードにリンクされた複数のリンクされたノードとを含むノードのセットのモデルであって3以上の階層を含むモデルにアクセスする段階であって、前記リンクされたノードは親ノードと子ノードとを含み、親ノードは1つ以上の子ノードを前記セッションノードにリンクし、子ノードは前記子ノードを前記セッションノードにリンクする1つ以上の親ノードを有する、段階と、
    前記セッションノードから所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットに対して確率分布を生成する段階であって、各子ノードはその親ノードの各々から前記親ノードに分配された確率の所定割合を受け取り、前記親ノードはその子ノードの各々に前記親ノードに分配された前記確率の前記所定割合を一様に分配する段階と、
    前記ノードのセットのランク付けに使用するため前記確率分布を伝える段階と
    コンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記ノードのセットに対して前記確率分布を生成する段階は、一様な確率分布から始めて確率分布を反復的に計算する段階であって、生成される前記確率分布は反復的に計算された確率分布の収束の結果得られる、段階を含む、
    プログラム
  11. 前記ノードはハイパーテキスト・マークアップ・ランゲージ(HTML)文書である、請求項10に記載のプログラム
  12. 前記所定数のリンクはユーザの我慢強さをモデル化したものである、請求項10に記載のプログラム
  13. 前記所定数のリンクは2つのリンクである、請求項10に記載のプログラム
  14. 前記所定割合は1/2である、請求項10に記載のプログラム
  15. 前記ノードのセットのモデルはワールド・ワイド・ウェブの少なくとも一部をモデル化するグラフを含む、請求項10に記載のプログラム
  16. 前記ランク付けは前記ノードのセットの検索を容易にして、ユーザからのクエリに対する応答を生成する、請求項10に記載のプログラム
  17. 記セッションノードから相異なる所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットの複数の確率分布を生成する段階と、
    前記確率分布を平均化する段階と、
    前記ノードのセットのランク付けに使用するため平均化した前記確率分布を伝える段階と
    をさらにコンピュータに実行させる請求項10に記載のプログラム
  18. 記セッションノードから相異なる所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットの複数の確率分布を生成する段階と、
    ユーザにより指定された嗜好に基づき前記ノードのセットのランク付けに使用する前記複数の確率分布を伝える段階と
    をさらにコンピュータに実行させる請求項10に記載のプログラム
  19. セッションノードと前記セッションノードにリンクされた複数のリンクされたノードとを含むノードのセットのモデルであって3以上の階層を含むモデルにアクセスする手段であって、前記リンクされたノードは親ノードと子ノードとを含み、親ノードは1つ以上の子ノードを前記セッションノードにリンクし、子ノードは前記子ノードを前記セッションノードにリンクする1つ以上の親ノードを有する手段と、
    前記セッションノードから所定リンク数内のすべてのリンクされたノードに確率を分配する、前記ノードのセットに対して確率分布を生成する手段であって、各子ノードはその親ノードの各々から前記親ノードに分配された確率の所定割合を受け取り、前記親ノードはその子ノードの各々に前記親ノードに分配された前記確率の前記所定割合を一様に分配する手段と、
    前記ノードのセットのランク付けに使用するため前記確率分布を伝える手段と
    を有し、
    前記ノードのセットに対して前記確率分布を生成する手段は、一様な確率分布から始めて確率分布を反復的に計算する手段であって、生成される前記確率分布は反復的に計算された確率分布の収束の結果得られる、手段を含む、
    ステム。
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