JP6224528B2 - 属性値が付与された情報要素を絞り込んで検索する対話検索プログラム、装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、属性値が付与された情報要素を絞り込んで検索する技術に関する。

情報検索技術として、検索サーバのように、ユーザによって入力されたクエリ（質問文やキーワード）に対して、検索結果としての情報要素を返答する技術がある。また、対話システムのように、ユーザとの間で質問−回答を繰り返すことによって、最終的にユーザ所望の情報要素へ辿り着く技術もある。近年特に、多数のユーザがスマートフォンやタブレット端末を所持することとなり、人間に対して自然に対話する対話システムが一般に普及してきている。

従来、対話システムについて、絞り込みの質問順序を効率的に決定する技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、検索対象の多数の情報要素を、クラス毎に分類し、各クラスにおけるエントロピーを比較して、次の質問を決定する。また、エントロピーの比較に加えて、ユーザとの対話履歴データを更に用いて、ユーザに適した質問を絞り込む技術もある（例えば特許文献２参照）。これらいずれの技術も、検索対象の多数の情報要素を属性（クラス）毎に分類し、検索対象を特定の属性の情報要素群に絞り込むことによって、質問の提示順序を決定している。

特開２００３−２５５９９２号公報 特開２０１１−７６３６０号公報

しかしながら、前述した特許文献１及び２に記載されたいずれの技術も、検索対象となる情報要素に対して、同一属性項目に異なる複数の属性値が付与された場合を考慮していない。この場合、例えば２値分類器を用いて属性値毎に独立に判別して割り当てたり、ソーシャルタグのように予め属性値の集合を明確に定義することができず、属性定義が不適切となることが想定される。

図１は、従来技術における対話システムの機能構成図である。

図１によれば、対話サーバ１は、例えば情報要素「番組」を検索するために、番組毎に、属性項目−属性値を対応付けた情報要素テーブルを記憶している。属性項目としては例えば＜ジャンル＞があり、その属性値として「ドラマ」「料理」「サスペンス」「映画」等がある。例えば番組毎に、以下のような属性値が付与されているとする。
属性項目＜ジャンル＞
番組１：「ドラマ」
番組２：「料理」
番組３：「ドラマ」「サスペンス」
番組４：「映画」「サスペンス」
・・・・・
ここで、サスペンスドラマである番組３には、属性＜ジャンル＞の属性値として「ドラマ」「サスペンス」が付与されている。
また、サスペンス映画である番組４は、属性＜ジャンル＞の属性値として「映画」「サスペンス」が付与される。

質問属性選択部は、ユーザとの対話の中で属性値を絞り込んで、情報要素としての番組を検索する。ここで、番組３及び４のように、属性項目＜ジャンル＞に複数の属性値が含まれている場合、一方の属性値について回答されても、他方の属性値について正しく絞り込んで検索することができなくなる。即ち、同一属性項目に複数の異なる属性値が付与された場合、ユーザが戸惑うような質問がなされる可能性がある。

ユーザが戸惑うような質問として、例えば以下のような場合がある。
（Ｓ１０）システム＞何をお探しですか？
ユーザ＞テレビ番組
（Ｓ１１）システム＞ジャンルは何ですか？
ユーザ＞サスペンスが観たい
（Ｓ１２）システム＞ジャンルは何ですか？
ユーザ＞・・・？

Ｓ１１によれば、対話サーバ１は、「サスペンス」で絞り込んで検索した場合、その検索結果の番組情報には、例えばサスペンスドラマやサスペンス映画など、依然、属性値「ドラマ」「映画」に属する番組が含まれることとなる。その場合、属性項目＜ジャンル＞を絞り切れていないことから、従来技術によれば更に、ジャンルを質問するようになる。
Ｓ１２によれば、ユーザは、属性項目＜ジャンル＞として「サスペンス」を回答したにも関わらず、再度、属性項目＜ジャンル＞について質問されることとなり、戸惑いを感じることとなる。

このように、従来技術によれば、同一属性項目に複数の異なる属性値が付与された場合、絞り込み検索のための属性定義を適切に構成すること難しい。そのために、属性値に基づいて絞り込んで検索することができず、ユーザに戸惑いを感じさせる質問要素を選択する場合がある。

そこで、本発明は、情報要素に対して同一属性項目に複数の異なる属性値が付与された場合であっても、ユーザとの対話の中で情報要素を絞り込んで検索することができる対話検索プログラム、装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、ユーザに対する質問−回答から、検索対象の情報要素を絞り込んで検索するようにコンピュータを機能させる対話検索プログラムであって、
情報要素毎に、１つ以上の属性項目と、各属性項目に付与された１つ以上の属性値とを対応付けた情報要素テーブルと、
情報要素テーブルを用いて、ルートとする属性項目毎に、属性項目−各属性値となるツリーを生成すると共に、その下位のノードとして、各属性値−他の各属性値となる全ての組合わせのツリーを生成し、検索対象の各情報要素をリーフに対応付けたツリーテーブルを生成するツリーテーブル生成手段と、
ツリーテーブルにおける任意のノードから、その下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する質問要素選択手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明の対話検索プログラムにおける他の実施形態によれば、
ツリーテーブル生成手段は、
情報要素テーブルを用いて、当該属性項目毎に、属性項目−各属性値の対（エントリ）を生成すると共に、同一属性項目について複数の属性値の全ての組合わせとなる一方の属性値−他方の属性値の対（エントリ）を生成し、
生成された全てのエントリを、属性項目となるルートから順に接続したツリーを生成する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。

本発明の対話検索プログラムにおける他の実施形態によれば、
質問要素選択手段は、
ツリーテーブルのノードの中で、ユーザからの回答に対応するノードを特定し、
当該ノードから、下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。

本発明の対話検索プログラムにおける他の実施形態によれば、
ツリーテーブルについて、ユーザの過去の回答によって特定されたノードを対話履歴として記録する対話履歴蓄積手段を更に有し、
質問要素選択手段は、対話履歴蓄積手段を用いて、リーフまで対話履歴が進行した属性項目を、検索対象から除外する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。

本発明の対話検索プログラムにおける他の実施形態によれば、
ルートの属性項目a_i毎に、以下の式に基づくエントロピーＨ(a_i)を算出するエントロピー算出手段を更に有し、
Ｈ(a_i)＝Σ_v∈Ｖai｛−(Nclass(v)／Ntotal)log₂(Nclass(v)／Ntotal)｝
Ｖa_i：属性値集合
v：属性値（v∈Ｖai）
a_i：属性項目（a_i∈Ａ）
Nclass(v)：属性値vが割り当てられている情報要素の数
Ntotal：情報要素の数
質問要素選択手段は、エントロピーが最大となる属性項目を、次の質問要素として選択する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。

本発明によれば、ユーザに対する質問−回答から、検索対象の情報要素を絞り込んで検索する対話検索装置であって、
情報要素毎に、１つ以上の属性項目と、各属性項目に付与された１つ以上の属性値とを対応付けた情報要素テーブルと、
情報要素テーブルを用いて、ルートとする属性項目毎に、属性項目−各属性値となるツリーを生成すると共に、その下位のノードとして、各属性値−他の各属性値となる全ての組合わせのツリーを生成し、検索対象の各情報要素をリーフに対応付けたツリーテーブルを生成するツリーテーブル生成手段と、
ツリーテーブルにおける任意のノードから、その下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する質問要素選択手段と
を有することを特徴とする。

本発明によれば、装置を用いて、ユーザに対する質問−回答から、検索対象の情報要素を絞り込んで検索する対話検索方法であって、
装置は、情報要素毎に、１つ以上の属性項目と、各属性項目に付与された１つ以上の属性値とを対応付けた情報要素テーブルを有し、
装置は、
情報要素テーブルを用いて、ルートとする属性項目毎に、属性項目−各属性値となるツリーを生成すると共に、その下位のノードとして、各属性値−他の各属性値となる全ての組合わせのツリーを生成し、検索対象の各情報要素をリーフに対応付けたツリーテーブルを生成する第１のステップと、
ツリーテーブルにおける任意のノードから、その下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する第２のステップと
を有することを特徴とする。

本発明の対話検索プログラム、装置及び方法によれば、情報要素に対して同一属性項目に複数の異なる属性値が付与された場合であっても、ユーザとの対話の中で情報要素を絞り込んで検索することができる。

従来技術における対話システムの機能構成図である。 本発明における対話システムの機能構成図である。 ツリーテーブルの生成を表す説明図である。 ジャンルにおける対話による絞り込み検索を表す説明図である。 タイトル及び曜日における対話による絞り込み検索を表す説明図である。 エントロピーの大きさによって選択される属性項目を表す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図２は、本発明における対話システムの構成図である。

図２によれば、対話サーバモジュールプログラム１と、端末モジュールプログラム２とから構成されている。これらプログラムはそれぞれ、サーバ−クライアントの対話システムとして構成され、インターネットのようなネットワークを介して接続される。

対話サーバモジュールプログラム１は、ユーザに対する質問−回答から、検索対象の情報要素を絞り込んで検索するものであって、例えばサーバによって実行される。一方で、端末モジュールプログラム２は、スマートフォンやタブレット端末によって実行されるものであって、ネットワークを介してサーバと通信する。対話サーバモジュールプログラム１は、端末２を通じて、ユーザと対話する。尚、両モジュールプログラム１及び２が、単体装置の１つのコンピュータによって一体的に実行されるものであってもよい。本発明によれば、サーバモジュールプログラムと端末モジュールプログラムとそれぞれが実行されるべき対象装置が、特定されるものではない。

端末モジュールプログラム２は、ユーザに対する入力デバイス及び出力デバイスを有する。入力デバイスがマイクである場合、入力音声処理部は、マイクによって取得された音声信号を回答文に変換し、その回答文を対話サーバモジュールプログラム１へ送信する。このとき、端末モジュール２は、ネットワークを介して、外部の音声認識サーバ４を用いて音声−テキスト変換を実現する場合もある。また、端末モジュール２は、出力デバイスがスピーカである場合、対話サーバモジュールプログラム１から受信した回答文を音声信号に変換し、その音声信号がスピーカから出力される。

図２によれば、対話サーバモジュールプログラム１は、ユーザに対する質問−回答から、検索対象の情報要素を絞り込んで検索するようにコンピュータを機能させる。対話サーバモジュールプログラム１は、情報要素テーブル１００と、情報要素取得部１０１と、質問文送信部１０２と、回答文受信部１０３と、対話履歴蓄積部１０４と、エントロピー計算部１０５とを有する。また、本発明によれば、対話サーバモジュールプログラム１は、ツリーテーブル生成部１１１と、質問要素選択部１１２とを更に有する。これら機能構成部は、対話サーバに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。尚、これら機能構成部は、対話検索装置の内部構造として理解できると共に、その処理の流れは、装置を用いた対話検索方法としても理解できる。

情報要素取得部１０１は、外部のコンテンツサーバ３から受信した情報要素（属性項目、属性値を含む）を、情報要素テーブル１００へ出力する。例えば番組のような情報要素は、電子番組ガイドのＥＰＧ(Electronic Program Guide)であって、例えばジャンルに複数の属性値が含まれていてもよい。
質問文送信部１０２は、選択された質問要素に基づくユーザへの質問文を、端末モジュールプログラム２へ送信する。
回答文受信部１０３は、端末モジュールプログラム２から、ユーザからの回答文を受信する。

［情報要素テーブル１００］
情報要素テーブル１００は、情報要素毎に、１つ以上の属性項目と、各属性項目に付与された１つ以上の属性値とを対応付けたテーブルである。即ち、本発明によれば、１つの情報要素について、同一の属性項目に複数の属性値が含まれていてもよい。ここで、属性項目は、予め固定的に設定されたものであってもよいし、ＳＶＭ(Support Vector Machine)のような分類器を用いて分類されたものであってもよい。

情報要素としては、例えば番組識別子のようなものである。情報要素が番組である場合、属性項目−属性値としては、例えば以下のようなものがある。
属性項目 ＜ジャンル＞ ＜タイトル＞ ＜曜日＞
属性値 分類名 タイトルの単語 曜日

［ツリーテーブル生成部１１１］
ツリーテーブル生成部１１１は、情報要素テーブル１００を用いて、ルートとする属性項目毎に、属性項目−各属性値となるツリーを生成する。また、その下位のノードとして、各属性値−他の各属性値となる全ての組合わせのツリーを生成する。そして、検索対象の各情報要素をリーフに対応付けたツリーテーブルを生成する。
例えば１つの属性項目には３つの属性値が付与された場合、最初に、１つの属性項目にそれら３つの属性値が接続される。次に、各リーフノードの一方の属性値に対して、他方の残り２つの属性値がそれぞれ接続される。更に、各リーフノードの一方の属性値に対して、ツリー上位からの流れの中で接続されていない残り１つの属性値が接続される。即ち、ツリー上位から見た流れの中で、複数の属性値全てが接続されることとなる。

図３は、ツリーテーブルの生成を表す説明図である。

図３によれば、ツリーテーブル生成部１１１は、以下の４つのステップの処理を実行する。ここでは、例えば以下のように属性項目−属性値が付与されているとする。
属性項目＜ジャンル＞
番組１：「ドラマ」
番組２：「料理」
番組３：「ドラマ」「サスペンス」
番組４：「映画」「サスペンス」
・・・・・

（Ｓ３１）情報要素テーブルを用いて、当該属性項目毎に、属性項目−各属性値の対（エントリ）を生成する。ここでは、例えば以下のようにエントリが生成される。
エントリ
＜ジャンル＞ −「ドラマ」
＜ジャンル＞ −「料理」
＜ジャンル＞ −「サスペンス」
＜ジャンル＞ −「映画」
（Ｓ３２）同一属性項目について複数の属性値の全ての組合わせとなる一方の属性値−他方の属性値の対（エントリ）を生成する。ここでは、例えば以下のようにエントリが生成される。
エントリ
「ドラマ」 −「その他」 （番組１に基づく）
「ドラマ」 −「サスペンス」 （番組３に基づく）
「サスペンス」−「ドラマ」 （番組３に基づく）
「サスペンス」−「映画」 （番組４に基づく）
「映画」 −「サスペンス」 （番組４に基づく）
（Ｓ３３）生成された全てのエントリを、属性項目となるルートから順に接続したツリーを生成する。
＜ジャンル＞ −「ドラマ」 −「サスペンス」
−「その他」
−「料理」
−「サスペンス」−「ドラマ」
−「映画」
−「映画」 −「サスペンス」
尚、例えば「ドラマ」のみを属性値とする情報要素がある場合、「ドラマ」の下位に属性値「その他」を接続する。
（Ｓ３４）検索対象の各情報要素をリーフノードに対応付けたツリーテーブルを生成する。

［質問要素選択部１１２］
質問要素選択部１１２は、ツリーテーブルのノードの中で、上位から下位に向けて、属性値を選択候補とする質問要素を生成する。質問要素選択部１１２は、ツリーテーブルのノードの中で、ユーザからの回答に対応するノードを特定する。そして、当該ノードから、下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する。

図４は、ジャンルにおける対話による絞り込み検索を表す説明図である。

図４によれば、以下のように絞り込んで検索されている。
（Ｓ４０）システム＞何をお探しですか？
ユーザ＞テレビ番組
（Ｓ４１）システム＞ジャンルは何ですか？
ユーザ＞サスペンスが観たい
（Ｓ４２）システム＞映画ですか？それともドラマですか？
ユーザ＞ドラマが観たい
（Ｓ４３）システム＞番組３を再生します！

Ｓ４１によれば、ユーザから回答された属性値「サスペンス」に対して、その下位の属性値「映画」「ドラマ」が次の質問要素となる。
次に、Ｓ４２によれば、ユーザから回答された属性値「ドラマ」に対して、そのリーフノードに接続された番組３が選択される。これによって、従来技術のように、再度「ジャンルは何ですか？」と質問することは回避される。

図５は、タイトル及び曜日における対話による絞り込み検索を表す説明図である。

図５（ａ）によれば、タイトルを形態素に分割し、その単語毎にツリーテーブルが生成されている。そのために、ユーザが、タイトルの一部の単語を回答した場合であって、その単語が複数の番組と重複する場合であっても、絞り込み検索を実行することができる。

図５（ｂ）によれば、曜日毎にツリーテーブルが生成されている。そのために、異なる複数の曜日で放送される番組について、ユーザが、曜日の一部を回答した場合であっても、絞り込み検索を実行することができる。

［対話履歴蓄積部１０４］
対話履歴蓄積部１０４は、回答文受信部１０３から回答文を入力し、ツリーテーブルについてユーザの過去の回答によって特定されたノードを対話履歴として記録する。即ち、ツリーテーブルのノードについて、回答済みか否かを記録する。

これによって、質問要素選択部１１２は、対話履歴蓄積部１０４を参照し、リーフまで対話履歴が進行した属性項目を、検索対象から除外する。そして、他の属性項目について質問要素を選択する。これによって、同一属性項目について、ユーザに戸惑いを持たせる可能性のある質問を回避することができる。

［エントロピー計算部１０５］
エントロピー計算部１０５は、ルートの属性項目a_i毎に、以下の式に基づくエントロピーＨ(a_i)を算出する。
Ｈ(a_i)＝Σ_v∈Ｖai｛−(Nclass(v)／Ntotal)log₂(Nclass(v)／Ntotal)｝
Ｖa_i：属性値集合
v：属性値（v∈Ｖai）
a_i：属性項目（a_i∈Ａ）
Nclass(v)：属性値vが割り当てられている情報要素の数
Ntotal：情報要素の数
エントロピーの計算は、例えば特許文献１及び２に記載された技術と同様のものである。ここで、「エントロピーが大きい」とは、「全体に対する属性値の割り当てが偏っていない」ことを意味する。

これに対し、質問要素選択部１１２は、対話履歴蓄積部１０４を用いて検索対象から除外されていない各属性項目について、そのエントロピーを比較することによって決定する。エントロピーが最大となる属性項目が、次の質問要素として選択される。

図６は、エントロピーの大きさによって選択される属性項目を表す説明図である。

図６によれば、属性項目＜ジャンル＞と＜タイトル＞とを比較した場合、エントロピーが大きい（全体に対する属性値の割り当てが偏っていない）＜ジャンル＞が選択される。この場合、質問要素の属性項目としては、最初に＜ジャンル＞について質問され、続いて＜タイトル＞が質問される。

以上、詳細に説明したように、本発明の対話検索プログラム、装置及び方法によれば、情報要素に対して同一属性項目に複数の異なる属性値が付与された場合であっても、ユーザとの対話の中で情報要素を絞り込んで検索することができる。特に、ユーザにとって既に回答済みの属性値に関する質問を回避することによって、ユーザに戸惑いを感じさせない質問を提示することができる。

尚、本発明は、ユーザと、端末のディスプレイに表示された「キャラクタ・エージェント」とが音声による対話を進める、音声対話システムに適用されることが好ましい。勿論、音声対話に限定されるものではなく、テキスト対話であってもよい。

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

１ 対話サーバモジュールプログラム
１００ 情報要素テーブル
１０１ 情報要素取得部
１０２ 質問文送信部
１０３ 回答文受信部
１０４ 対話履歴蓄積部
１０５ エントロピー計算部
１１１ ツリーテーブル生成部
１１２ 質問要素選択部
２ 端末モジュールプログラム
３ コンテンツサーバ
４ 音声認識サーバ

Claims (7)

1. ユーザに対する質問−回答から、検索対象の情報要素を絞り込んで検索するようにコンピュータを機能させる対話検索プログラムであって、
   情報要素毎に、１つ以上の属性項目と、各属性項目に付与された１つ以上の属性値とを対応付けた情報要素テーブルと、
   前記情報要素テーブルを用いて、ルートとする属性項目毎に、属性項目−各属性値となるツリーを生成すると共に、その下位のノードとして、各属性値−他の各属性値となる全ての組合わせのツリーを生成し、検索対象の各情報要素をリーフに対応付けたツリーテーブルを生成するツリーテーブル生成手段と、
   前記ツリーテーブルにおける任意のノードから、その下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する質問要素選択手段と
   してコンピュータを機能させることを特徴とする対話検索プログラム。
2. 前記ツリーテーブル生成手段は、
   前記情報要素テーブルを用いて、当該属性項目毎に、属性項目−各属性値の対（エントリ）を生成すると共に、同一属性項目について複数の属性値の全ての組合わせとなる一方の属性値−他方の属性値の対（エントリ）を生成し、
   生成された全てのエントリを、属性項目となるルートから順に接続したツリーを生成する
   ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１に記載の対話検索プログラム。
3. 前記質問要素選択手段は、
   前記ツリーテーブルのノードの中で、ユーザからの回答に対応するノードを特定し、
   当該ノードから、下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する
   ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１又は２に記載の対話検索プログラム。
4. 前記ツリーテーブルについて、ユーザの過去の回答によって特定されたノードを対話履歴として記録する対話履歴蓄積手段を更に有し、
   前記質問要素選択手段は、前記対話履歴蓄積手段を用いて、リーフまで対話履歴が進行した属性項目を、検索対象から除外する
   ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の対話検索プログラム。
5. ルートの属性項目a_i毎に、以下の式に基づくエントロピーＨ(a_i)を算出するエントロピー算出手段を更に有し、
   Ｈ(a_i)＝Σ_v∈Ｖai｛−(Nclass(v)／Ntotal)log₂(Nclass(v)／Ntotal)｝
   Ｖa_i：属性値集合
   v：属性値（v∈Ｖai）
   a_i：属性項目（a_i∈Ａ）
   Nclass(v)：属性値vが割り当てられている情報要素の数
   Ntotal：情報要素の数
   前記質問要素選択手段は、前記エントロピーが最大となる属性項目を、次の質問要素として選択する
   ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の対話検索プログラム。
6. ユーザに対する質問−回答から、検索対象の情報要素を絞り込んで検索する対話検索装置であって、
   情報要素毎に、１つ以上の属性項目と、各属性項目に付与された１つ以上の属性値とを対応付けた情報要素テーブルと、
   前記情報要素テーブルを用いて、ルートとする属性項目毎に、属性項目−各属性値となるツリーを生成すると共に、その下位のノードとして、各属性値−他の各属性値となる全ての組合わせのツリーを生成し、検索対象の各情報要素をリーフに対応付けたツリーテーブルを生成するツリーテーブル生成手段と、
   前記ツリーテーブルにおける任意のノードから、その下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する質問要素選択手段と
   を有することを特徴とする対話検索装置。
7. 装置を用いて、ユーザに対する質問−回答から、検索対象の情報要素を絞り込んで検索する対話検索方法であって、
   前記装置は、情報要素毎に、１つ以上の属性項目と、各属性項目に付与された１つ以上の属性値とを対応付けた情報要素テーブルを有し、
   前記装置は、
   前記情報要素テーブルを用いて、ルートとする属性項目毎に、属性項目−各属性値となるツリーを生成すると共に、その下位のノードとして、各属性値−他の各属性値となる全ての組合わせのツリーを生成し、検索対象の各情報要素をリーフに対応付けたツリーテーブルを生成する第１のステップと、
   前記ツリーテーブルにおける任意のノードから、その下位の属性値を選択候補とする質問要素を生成する第２のステップと
   を有することを特徴とする対話検索方法。

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