KR100947579B1 - Method and apparatus for measuring semantic distance between concepts in concept tree - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 트리 또는 그래프 형태로 표현된 온톨로지에서의 용어 간의 의미 차이를 측정하기 위한 기술과 관련된다.Embodiments of the invention relate to techniques for measuring the difference in meaning between terms in an ontology represented in tree or graph form.
온톨로지(Ontology)란 사람들이 사물에 대해 생각하는 바를 추상화하고 공유한 모델로, 정형화되어 있고 개념의 타입이나 사용상의 제약 조건들이 명시적으로 정의된 기술을 말한다. 특히, 전산학과 정보 과학에서 특정 영역을 표현하는 데이터 모델로서, 특정한 영역(Domain)에 속하는 개념과, 개념 사이의 관계를 기술하는 정형(Formal) 어휘의 집합으로 정의된다.Ontology is a model that abstracts and shares what people think about things. It is a technique that is formalized and explicitly defines the type of concept or constraints on its use. In particular, as a data model representing a specific domain in computer science and information science, it is defined as a set of formal vocabulary describing concepts belonging to a specific domain and the relationships between the concepts.
온톨로지에서 개념들간의 isA 관계는 개념 트리 또는 그래프 형태로 표현되는 것이 일반적이며, 온톨로지를 구성하는 각각의 개념들을 서로 연결하는 간선(edge)의 개수로서 온톨로지 내의 개념들간의 의미상의 거리(시맨틱 거리)를 계산하게 된다. 그러나 이와 같이 개념들을 연결하는 경로상의 간선의 개수를 계산하기 위해서는 상기 트리 또는 그래프 내에서의 경로를 직접 이동해 나가면서 간선의 개수를 계산하여야 하므로 트리상의 경로를 이동하지 않으면서 간단한 방법으로 개 념 트리 또는 그래프 내의 두 개념 간의 거리를 계산하기 위한 방법이 필요하게 되었다.In the ontology, the isA relationship between concepts is generally expressed in the form of a concept tree or graph. The semantic distance between the concepts in the ontology is the number of edges connecting the concepts that make up the ontology. Will be calculated. However, in order to calculate the number of edges on the path connecting the concepts as described above, the number of edges must be calculated while directly moving the path in the tree or graph. Or we need a way to calculate the distance between two concepts in a graph.
본 발명의 실시예들은 개념 트리 내의 각 개념들에 가상 식별 번호를 부여하고 상기 가상 식별 번호를 이용하여 임의의 두 개념들간의 공통 조상 노드를 계산함으로써, 개념 트리 내에서 개념들간을 연결하는 경로를 직접 이동하지 않고서도 간단한 계산에 의하여 각 개념 간의 거리를 계산할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention assign a virtual identification number to each concept in a concept tree and calculate a common ancestor node between any two concepts using the virtual identification number, thereby establishing a path connecting the concepts within the concept tree. It is intended to provide a method for calculating the distance between concepts by simple calculation without moving directly.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 트리에서 개념간의 시맨틱 거리 측정 방법은, 시맨틱 거리 측정 장치에서, 개념 트리를 구성하는 각각의 노드에 식별 번호를 할당하는 단계; 상기 시맨틱 거리 측정 장치에서, 상기 개념 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 상기 개념 트리를 완전 트리 형태로 변환하고, 상기 노드 각각에 가상 식별 번호를 할당하는 단계; 및 상기 시맨틱 거리 측정 장치에서, 상기 가상 식별 번호를 이용하여 상기 개념 트리에 포함된 노드 중 기 설정된 두 노드 간의 거리를 계산하는 단계;를 포함한다.Method for measuring the semantic distance between concepts in the concept tree according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the semantic distance measuring apparatus, the step of assigning an identification number to each node constituting the concept tree; In the semantic distance measuring apparatus, converting the concept tree into a complete tree using information on the maximum number of children of the concept tree and assigning a virtual identification number to each of the nodes; And calculating, by the apparatus for semantic distance measurement, a distance between two preset nodes among nodes included in the concept tree using the virtual identification number.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 트리에서 개념간의 시맨틱 거리 측정 장치는, 개념 트리에 포함된 각각의 노드에 식별 번호를 할당하는 식별 번호 할당부; 상기 개념 트리의 최대 자식 수 정보를 이용하여 상기 개념 트리를 완전 트리 형태로 변환하고, 상기 노드 각각에 가상 식별 번호를 할당하는 가상 식별 번호 할당부; 및 상기 가상 식별 번호를 이용하여 상기 개념 트리에 포함된 노드 중 기 설정된 두 노드 간의 거리를 계산하는 거리 계산부;를 포함한다.Meanwhile, an apparatus for measuring semantic distance between concepts in a concept tree according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes an identification number allocator for allocating an identification number to each node included in the concept tree; A virtual identification number allocator for converting the concept tree into a complete tree using information on the maximum number of children of the concept tree and allocating a virtual identification number to each of the nodes; And a distance calculator configured to calculate a distance between two preset nodes among the nodes included in the concept tree using the virtual identification number.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징 및 이점은 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명의 실시예들은 개념 트리 내의 각 개념들에 부여된 가상 식별 번호를 이용하여 임의의 두 개념들간의 공통 조상 노드를 계산함으로써, 개념 트리 내에서 개념들간을 연결하는 경로를 직접 이동하지 않고서도 간단한 계산에 의하여 각 개념 간의 거리를 계산할 수 있다.Embodiments of the present invention calculate a common ancestor node between any two concepts using a virtual identification number assigned to each concept in the concept tree, without directly moving the path connecting the concepts within the concept tree. By simple calculation, the distance between each concept can be calculated.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or an operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효 율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.The technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely one means for effectively explaining the technical spirit of the present invention to those skilled in the art.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 개념 트리에 대해 간단히 설명하기로 한다.Prior to describing the present invention, a concept tree according to an embodiment of the present invention will be briefly described.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개념 트리(100)의 일례를 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예에서는 온톨로지의 isA 관계를 트리 형태로 구성하고, 상기 트리의 노드들 사이의 간선(edge)의 수로서 노드 간의 의미상의 거리(시맨틱 거리)를 표현한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 개념 트리(100)에서 "동물"과 "무척추동물"간의 거리는 1, "무척추동물"과 "척추동물"간의 거리는 2이며, "환형동물"과 "어류"와의 거리는 4가 된다. 이하의 설명에서 "거리"란 상기 의미상의 거리(혹은 시맨틱 거리)를 나타낸다.1 is a diagram illustrating an example of a
본 발명의 실시예에서는 개념 트리를 K-ary 트리 형태로 구성한다. K-ary 트리는 뿌리 있는 트리(rooted tree)의 한 종류로서 트리를 구성하는 각 노드들의 최대 자식 수가 K 개인 트리를 의미한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 개념 트리(100)에서는 "척추동물"의 자식 수가 3으로 가장 많으므로, K는 3이 된다.In the embodiment of the present invention, the concept tree is configured in the form of a K-ary tree. K-ary tree is a kind of rooted tree, which means a tree with a maximum number of children of each node of the tree. For example, in the
도 1과 같이 뿌리 있는 트리에서 뿌리를 최 상단에 두고 아래쪽으로 경로를 구성하도록 다이어그램을 구성할 경우, 임의의 노드의 바로 아래에 있는 노드는 자식 노드(child node), 바로 위에 있는 노드는 부모 노드(parent node)가 된다. 예를 들어, 도 1에서 "무척추동물"의 부모 노드는 "동물", 자식 노드는 "환형동물" 및 "연체동물 "이 된다. 또한, 특정 노드에서 뿌리까지의 상향 경로에 존재하는 모 든 노드들은 해당 노드의 조상(ancestor), 하향 경로에 존재하는 모든 노드들은 자손(descendent)이 되며, 부모가 같은 복수 개의 노드들은 서로 동기(sibling) 관계에 있게 된다. 각 동기 노드들 간에는 서열이 존재하는데, 예를 들어 "표유류", "조류", "어류" 간의 서열은 각각 1, 2, 및 3으로 정해질 수 있다.In the rooted tree, as shown in Fig. 1, when the diagram is configured to have a root at the top and a path downward, a node immediately below any node is a child node, and a node immediately above is a parent node. (parent node) For example, in FIG. 1 the parent node of "invertebrate" is "animal", child nodes are "annular animals" and "mollusks". In addition, all nodes in the upstream path from a node to the root are ancestors of all nodes, all nodes in the down path are descendants, and multiple nodes with the same parent are synchronized with each other. sibling) relationship. There is a sequence between each sync node, for example the sequence between "float", "bird", "fish" can be defined as 1, 2, and 3, respectively.
개념 트리의 최 상단, 즉 뿌리에는 루트 노드(root node)가 존재한다. 루트 노드는 부모가 없고 자식만이 존재하는 노드이다. 한편, 개념 트리에서 자식이 없고 부모만이 존재하는 노드를 리프 노드(leaf node)라 한다. 루트 노드와 리프 노드들을 제외한 노드들은 모두 부모와 자식 노드가 존재한다.At the top of the concept tree, the root, is the root node. The root node is a node with no parent and only children. On the other hand, a node with no children and only a parent in the concept tree is called a leaf node. All nodes except the root and leaf nodes have parent and child nodes.
뿌리 있는 나무(rooted tree)의 임의의 노드 U 에 대하여, 뿌리부터 상기 노드 U 에 도달할 때까지의 경로의 길이, 즉 경로상의 노드의 개수를 U의 레벨(level) 또는 깊이(depth)라 한다. 예를 들어, 루트 노드의 레벨은 1이 되며, 루트 노드의 자식 노드의 레벨은 2가 된다. 루트 노드의 레벨은 1이 아닌 0 또는 다른 번호로 시작할 수도 있으나, 부모 노드와 자식 노드의 레벨 차이는 1이 되도록 레벨 번호를 부여한다.For any node U in a rooted tree, the length of the path from the root to the node U, ie the number of nodes on the path, is called the level or depth of U. . For example, the level of the root node is 1, and the level of child nodes of the root node is 2. The level of the root node may start with 0 or another number other than 1, but the level number is assigned so that the level difference between the parent node and the child node is 1.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 트리에서의 개념들간의 시맨틱 거리 측정 방법(200)을 나타낸 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 트리에서의 개념들간의 시맨틱 거리 측정 방법(200)은, 개념 트리에 식별 번호를 부여하는 단계(202), 상기 개념 트리에 가상 노드를 부가하여 완전 K-ary 트리로 변환하는 단계(204), 상 기 완전 K-ary 트리로 변환된 개념 트리를 이용하여 상기 개념 트리에 가상 식별 번호를 부여하는 단계(206), 상기 식별 번호 및 가상 식별 번호를 포함하는 식별 번호 변환 테이블을 생성하는 단계(208) 및 상기 식별 번호 변환 테이블을 이용하여 노드 간의 거리를 계산하는 단계(210)를 포함한다.As shown, a
이하에서는 상기 각 단계별로 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 트리에서의 개념들간의 시맨틱 거리 측정 방법(200)을 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위하여, 이하의 도 1에 도시된 개념 트리를 예로 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, the semantic
개념 트리에 식별 번호 부여(202)Assigning Identification Numbers to the Concept Tree (202)
본 단계에서는 개념 트리를 구성하는 각각의 개념(노드)들을 구별하기 위한 식별 번호를 부여한다. 상기 식별 번호는, 예를 들어 상기 개념 트리의 루트 노드의 식별번호를 1로 시작하여 상기 개념 트리의 레벨에 따라(level order) 순차적으로 할당될 수 있다. 또한 동일한 레벨의 노드의 경우, 노드의 서열에 따라 순차적으로 식별 번호를 할당할 수 있다. 이와 같은 방식으로 식별 번호가 할당된 실시예를 도 3에 나타내었다. 다만, 본 발명에 있어 상기 식별 번호의 할당 방식에 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 각 센서 노드에 유일한 식별 번호를 할당할 수 있는 어떠한 방식이라도 사용 가능함을 유의하여야 한다.In this step, an identification number for identifying each concept (node) constituting the concept tree is assigned. The identification number may be sequentially assigned, for example, starting with the identification number of the root node of the concept tree starting with 1 and according to the level of the concept tree. In addition, in the case of nodes of the same level, identification numbers may be sequentially assigned according to the sequence of the nodes. An embodiment in which an identification number is assigned in this manner is shown in FIG. 3. However, in the present invention, it should be noted that there is no particular limitation on the method of allocating the identification number, and any method of assigning a unique identification number to each sensor node may be used.
개념 트리를 완전 K-Concept tree full K- aryary 트리로 변환(204) Convert to Tree (204)
본 단계에서는 식별 번호가 할당된 개념 트리의 각 노드에 상기 실제 식별 번호와는 별도의 가상 식별 번호를 부여하기 위하여 상기 개념 트리를 완전 K-ary 트리로 변환한다.In this step, the concept tree is converted into a complete K-ary tree in order to assign a virtual identification number separate from the actual identification number to each node of the concept tree to which the identification number is assigned.
먼저, 개념 트리에서 최대 자식 수(K) 값을 계산하고, 이에 따라 상기 개념 트리에 가상 노드를 부가하여 완벽 K-ary 트리 (Perfect K-ary tree) 형태로 변환한다. 상기 가상 노드는 실제로 존재하는 노드가 아니며, 가상 식별 번호 부여를 위해 사용되는 가상적인 노드이다. 완벽 트리란, 가장 높은 레벨의 노드들을 제외한 모든 노드들이 최대 자식 수(K)만큼의 자식을 가진 트리를 의미한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 개념 트리의 경우 K = 3이나, 노드 1 및 2의 경우 자식 노드의 수가 각각 2개이므로 완벽 트리가 아니다. 이를 모든 노드들이 최대의 자식 수를 갖도록 가상 노드를 부가하여, 리프 노드들이 가장 큰 레벨에만 존재하도록 변환하면 완벽 K-ary 트리가 된다. 한편, 완전 트리(complete tree)란 리프 노드들이 가장 큰 레벨인 h에만 존재하는 완벽 트리이거나, 리프 노드들이 레벨 h와 레벨 h-1에 존재할 수 있으며, 레벨 h-1까지는 완벽 트리의 형태이고, 레벨 h의 리프 노드들은 마지막 노드까지 왼쪽부터 순차적으로 채운 형태이다. 이와 같은 형태의 K-ary 트리를 완전 K-ary 트리(Complete K-ary tree)라고 할 수 있으며, 본 발명에서는 편의상 이를 완전 트리로 칭하기로 한다.First, a maximum number of children (K) is calculated in the concept tree, and a virtual node is added to the concept tree to convert it into a perfect K-ary tree. The virtual node is not an actual node, but a virtual node used for assigning a virtual identification number. A perfect tree is a tree in which all nodes except the highest level nodes have as many children as the maximum number of children (K). For example, in the concept tree illustrated in FIG. 3, K = 3, but in the case of
도 3의 레벨 1과 레벨 2의 모든 노드들이 최대 자식 노드들을 갖도록 가상 노드들을 부가하면(도면에서 가상 노드는 점선으로 표기) 도 4와 같은 완전 트리가 된다. 또한 도 4에서 레벨 2의 모든 노드들(가상 노드 포함)에게도 최대 자식 수를 갖도록 가상 노드들을 부가하면 완벽 K-ary 트리가 된다.Adding virtual nodes such that all nodes at
개념 트리에 가상 식별 번호 부여(206)Assigning Virtual Identification Numbers to the Concept Tree (206)
다음으로, 상기 가상 노드가 부가된 완전 트리에 식별 번호를 할당할 때와 동일한 방법(level order)으로 가상 식별 번호를 부여한다. 이와 같은 방법으로 부여된 가상 식별 번호를 도 4의 각 노드에 도시하였다. 도면에서 ":"의 왼쪽은 식별 번호, 오른쪽은 가상 식별 번호를 나타낸다. 예를 들어, "8:10"인 노드는 식별 번호가 8, 가상 식별 번호가 10인 노드를 의미한다. 가상 노드의 경우 식별 번호가 존재하지 않으므로 가상 식별 번호만을 기재하였다.Next, the virtual node is assigned a virtual identification number in the same level order as when the virtual node assigns the identification number to the added complete tree. The virtual identification number assigned in this way is shown in each node of FIG. In the figure, the left side of ":" represents an identification number and the right side represents a virtual identification number. For example, a node having "8:10" means a node having an identification number of 8 and a virtual identification number of 10. In the case of the virtual node, since no identification number exists, only the virtual identification number is described.
식별 번호 변환 테이블 생성(208)Create Identification Number Translation Table (208)
개념 트리의 모든 노드들에 대하여 식별 번호 및 가상 식별 번호가 부여되면, 다음으로 각 노드들의 (식별 번호, 가상 식별 번호) 정보를 포함하는 식별 번호 변환 테이블을 저장 및 관리하게 된다. 상기 식별 번호 변환 테이블은, 개념 트리의 모든 노드들의 식별 번호, 가상 식별 번호 쌍이 저장된 테이블이다. When the identification number and the virtual identification number are assigned to all nodes of the concept tree, the identification number translation table including the information of each node (identification number, virtual identification number) is stored and managed. The identification number translation table is a table in which identification number and virtual identification number pairs of all nodes of the concept tree are stored.
아래의 표 1은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 식별 번호 변환 테이블의 일례를 나타낸 것이다.Table 1 below shows an example of the identification number conversion table according to the embodiment of the present invention described above.
상기와 같이 식별 번호 변환 테이블이 생성되면, 개념 트리의 특정 노드에서 해당 노드의 부모 노드 및 자식 노드를 알 수 있다.When the identification number translation table is generated as described above, the parent node and the child node of the node can be known from the specific node of the concept tree.
먼저, 개념 트리의 최대 자식 수를 K, 임의의 노드의 가상 식별 번호를 m이라 할 때, 상기 노드 m의 부모 노드의 가상 식별 번호는 다음의 수학식 1과 같이 정해진다.First, when the maximum number of children of the concept tree is K and the virtual identification number of any node is m, the virtual identification number of the parent node of the node m is determined as in
이때, parent(m)은 노드 m의 부모 노드의 가상 식별 번호이다.At this time, parent (m) is a virtual identification number of the parent node of node m.
상기 수학식 1을 이용하여 부모 노드의 가상 식별 번호를 계산한 뒤, 상기 식별 번호 변환 테이블을 이용하여 상기 가상 식별 번호에 대응되는 부모 노드의 식별 번호를 알 수 있다.After calculating the virtual identification number of the parent
한편, 개념 트리의 최대 자식 수를 K, 임의의 노드의 가상 식별 번호를 m이라 할 때, 상기 노드 m의 j 번째 자식 노드의 가상 식별 번호는 다음의 수학식 2와 같이 정해진다.On the other hand, when the maximum number of children of the concept tree is K and the virtual identification number of any node is m, the virtual identification number of the j-th child node of the node m is determined as in
이때, child(m, j)는 노드 m의 j 번째 자식 노드의 가상 식별 번호이다.At this time, child (m, j) is a virtual identification number of the j-th child node of the node m.
상기 수학식 2를 이용하여 자식 노드의 가상 식별 번호를 계산한 뒤, 상기 식별 번호 변환 테이블을 이용하여 상기 가상 식별 번호에 대응되는 자식 노드의 식별 번호를 알 수 있다.After calculating the virtual identification number of the child
개념 트리에서 각 노드의 부모 노드는 해당 노드의 상위 개념을, 자식 노드는 하위 개념을 나타낸다. 즉, 개념 트리의 자식-부모 노드 간에는 "isA" 관계가 존재한다. 따라서 상기와 같은 방법으로 노드의 부모 노드 및 자식 노드를 계산함으로써 특정 개념의 개념 트리 내에서의 상위, 하위 개념 관계를 알 수 있게 된다.In the concept tree, the parent node of each node represents the parent concept of the node and the child nodes represent the child concepts. In other words, there is an "isA" relationship between child-parent nodes of the concept tree. Therefore, by calculating the parent node and the child node of the node in the above manner, it is possible to know the upper and lower conceptual relationships in the concept tree of the specific concept.
한편, 개념 트리에서 특정 노드의 가상 식별 번호를 알 경우, 해당 노드의 레벨을 계산할 수 있다. Meanwhile, when the virtual identification number of a specific node is known in the concept tree, the level of the node can be calculated.
개념 트리의 최대 자식 수를 K라 할 때, 상기 개념 트리의 레벨 L까지의 최대 노드 수는 다음의 수학식 3과 같다.When the maximum number of children of the concept tree is K, the maximum number of nodes up to level L of the concept tree is expressed by
이때, max_nodes(L)은 개념 트리의 레벨 L 까지의 최대 노드 수이다.Max_nodes (L) is the maximum number of nodes up to level L of the concept tree.
상기 수학식 3에 따라, 가상 식별 번호가 m인 노드의 레벨을 L이라 하면, m과 L은 다음과 같은 관계를 가지게 됨을 알 수 있다.According to
따라서, 가상 식별 번호가 m인 노드에 있어, 상기 수학식 4를 만족하는 L 값이 상기 노드의 레벨이 된다.Therefore, for the node having the virtual identification number m, the L value satisfying the above expression (4) becomes the level of the node.
노드 간의 거리 계산(210)Calculate distance between nodes (210)
개념 트리의 임의의 두 노드간의 의미상의 거리는 전술한 바와 같이, 상기 두 노드를 연결하는 간선의 수로 정의된다. 이하에서는 개념 트리에서 임의의 두 노드간의 의미상의 거리를 계산하는 방법을 설명한다.The semantically distance between any two nodes in the concept tree is defined as the number of edges connecting the two nodes, as described above. Hereinafter, a method of calculating the semantic distance between two arbitrary nodes in the concept tree will be described.
먼저, 가상 식별 번호가 m 인 노드의 i 번째 조상 노드의 가상 식별 번호를 Pi(m)으로 정의하기로 한다.First, the virtual identification number of the i-th ancestor node of the node whose virtual identification number is m will be defined as P i (m).
가상 식별 번호가 m인 노드의 0번째 부모 노드는 자신이므로, P0(m) = 1이 된다. P1(m)은 자신의 부모 노드를 나타내며, 전술한 수학식 1에 따라 다음과 같이 정해진다.Since the 0th parent node of the node having the virtual identification number m is itself, P 0 (m) = 1. P 1 (m) represents its parent node, and is determined as follows according to
P2(m)은 자신의 부모 노드의 부모 노드를 나타내며, 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.P 2 (m) represents the parent node of its parent node, which is expressed as follows.
이를 일반화하여, 가상 식별 번호가 m 인 노드의 i 번째 조상 노드의 가상 식별 번호를 나타내면 다음의 수학식 5와 같다.Generalizing this, the virtual identification number of the i-th ancestor node of the node having the virtual identification number m is represented by
개념 트리에서 가상 식별번호가 m인 노드의 조상 노드의 가상 식별번호와 가상 식별번호가 t인 노드의 조상 노드의 가상 식별번호가 일치하면 공통의 조상 노드가 되며, 이는 다음을 만족시킬 때이다.If the virtual identification number of the ancestor node of the node with the virtual identification number m and the virtual identification number of the ancestor node of the node with the virtual identification number t in the concept tree match, the common ancestor node is satisfied.
즉, 앞의 식을 만족시키면, 가상 식별번호가 m인 노드의 i번째 조상 노드와 가상 식별번호가 t인 노드의 j번째 조상 노드는 공통의 조상 노드가 된다(여기서 m과 t는 같지 않다). 공통의 조상 노드는 가장 가까운 공통 조상 노드(상기 노드들의 공통 조상 중 레벨 값이 가장 큰 조상 노드)부터 루트 노드까지 1개 이상 존재하게 된다.In other words, if the previous expression is satisfied, the i-th ancestor node of the node having the virtual identification number m and the j-th ancestor node of the node having the virtual identification number t become common ancestor nodes (where m and t are not the same). . One or more common ancestor nodes exist from the nearest common ancestor node (an ancestor node having the highest level value among the common ancestors of the nodes) to the root node.
따라서 개념 트리의 가상 식별 번호가 m인 노드와 t인 노드의 가장 가까운 공통 조상 노드를 구하고, 상기 각 노드들로부터 상기 공통 조상 노드까지의 거리를 더함으로써 두 노드 간의 거리를 알 수 있다. Therefore, the distance between two nodes can be known by obtaining the closest common ancestor node of the node having the virtual identification number of m and the node of t and adding the distances from each node to the common ancestor node.
즉, 다음의 수학식 6과 같이, 가상 식별 번호가 m인 노드와 t인 노드가 다음과 같은 관계를 만족할 경우,That is, as shown in
두 노드 간의 거리는 (i + j)가 된다. 상기 수학식에서 min(i)와 min(j)는 각각 우측의 수식을 만족시키는 i와 j의 값의 쌍들 중에서 최소인 쌍의 i와, j의 값을 의미한다. 이는 공통 조상 노드들 중에서 상기 노드들의 가장 가까운 공통 조상 노드를 구하기 위해서이다.The distance between two nodes is (i + j). In the above equation, min (i) and min (j) mean the values of pairs i and j that are the minimum among pairs of values of i and j that satisfy the equation on the right, respectively. This is to find the nearest common ancestor node among the common ancestor nodes.
상기 수학식을 이용하면 개념 트리에서 두 노드 간의 의미상의 거리를 계산함에 있어, 개념 트리에서 직접 간선의 수를 조사하여 카운팅할 필요 없이 간단한 계산만으로 노드 간의 거리를 계산할 수 있다.Using the above equation, in calculating the semantic distance between two nodes in the concept tree, the distance between nodes can be calculated by simple calculation without the need to count and count the number of edges directly in the concept tree.
두 노드 간의 경로 계산Calculate the path between two nodes
전술한 관계를 이용하면 개념 트리 내에서의 임의의 두 노드의 거리를 알 수 있을 뿐 아니라, 개념 트리를 보지 않고서도 두 노드 간의 경로 또한 간단히 계산할 수 있다.Using the aforementioned relationship, not only the distance of any two nodes in the concept tree can be known, but also the path between the two nodes can be easily calculated without looking at the concept tree.
예를 들어, 개념 트리의 노드 m과 노드 t의 사이에(m, t는 가상 식별 번호),For example, between node m and node t in the concept tree (m, t is a virtual identification number),
와 같은 관계가 성립할 경우, m과 t 사이의 경로는If a relationship is found, then the path between m and t
P0(m) = m, P1(m), P2(m), ..., Pi -1(m), Pi(m) = Pj(t) (최초의 공동 조상), Pj-1(t), Pj -2(t), ..., P1(t), P0(t) = t 가 된다.P 0 (m) = m, P 1 (m), P 2 (m), ..., P i -1 (m), P i (m) = P j (t) (first joint ancestor), P j-1 (t), P j- 2 (t), ..., P 1 (t), P 0 (t) = t.
한편, 가상 식별 번호가 m, a 인 두 노드 간에Meanwhile, between two nodes with virtual identification numbers m and a
인 관계가 성립할 경우, a는 m의 i번째 직계 조상노드로서 m의 상위 개념에 해당한다.If the relationship is established, a is the i-th direct ancestor node of m and corresponds to the higher concept of m.
또한 상기 m과 a 사이의 경로상에 있는 개념들은Also the concepts on the path between m and a
P0(m) = m, P1(m), P2(m), ..., Pi -1(m), Pi(m) = aP 0 (m) = m, P 1 (m), P 2 (m), ..., P i -1 (m), P i (m) = a
가 되므로, 전술한 관계를 이용하면 한 개념의 상위 개념 또는 하위 개념에 해당하는 단어들을 쉽게 추출할 수 있다.Since the above-described relationship can be used, words corresponding to higher or lower concepts of a concept can be easily extracted.
개념 그래프의 경우For conceptual graphs
온톨로지는 반드시 개념 트리 형태로만 구성되는 것은 아니며, 그래프의 형태(개념 그래프)를 가질 수도 있다. 개념 그래프의 경우 특정 노드의 부모 노드가 한 개가 아닌 복수 개 존재할 수 있다는 점에서 개념 트리와 상이하다. 도 5에 이와 같은 개념 그래프의 일례를 나타내었다. 설명의 편의를 위하여 도시된 개념 그래프의 각 개념(노드)들에는 알파벳을 부여하였다. 상기 개념 그래프에서 노드의 최대 자식 수(K)는 2이다.Ontology is not necessarily composed of a concept tree, but may also have a graph form (concept graph). The concept graph differs from the concept tree in that there can be more than one parent node for a particular node. An example of such a conceptual graph is shown in FIG. For convenience of explanation, each concept (node) of the illustrated concept graph is assigned an alphabet. The maximum number K of nodes in the conceptual graph is two.
개념 그래프에서 전술한 방법으로 노드 사이의 거리를 계산하기 위해서는 먼저 상기 개념 그래프를 개념 트리 형태로 변환하여야 한다. 이는 복수 개의 부모 노드를 가진 노드 및 상기 노드의 하위 노드들을 복사하여 각 부모 노드의 서브트리로 구성함으로써 이루어진다. 도시된 실시예에서는 노드 E를 루트 노드로 하는 서브트리를 복사하여 노드 C의 자식 노드로 복사하게 되면 개념 그래프를 개념 트리로 변환할 수 있다. 이와 같이 트리 구조로 변환된 실시예를 도 6에 도시하였다(도면에서 점선으로 표시한 부분이 복사된 서브트리임). 도 6에서는 노드 E의 부모 노드가 2개인 경우를 예시하였으나, 개념 그래프에서 각 노드의 부모 노드의 개수에는 제한이 없다. 따라서 이런 경우에는 각 부모 노드마다 앞의 방법과 같이 서브 트리를 복사해 주어야 한다. 또한 개념 그래프에서 복수 개의 부모 노드를 가지는 노드가 복수 개일 경우에는 상기 복수 개의 노드 모두에 대하여 앞의 방법과 같이 서브트리를 복사하여 개념 그래프 내의 모든 노드들이 하나의 부모 노드만을 가지는 개념 트리로 변환한다.In order to calculate the distance between nodes in the concept graph as described above, the concept graph must first be converted into a concept tree. This is done by copying a node having a plurality of parent nodes and sub-nodes of the node into subtrees of each parent node. In the illustrated embodiment, if a subtree having node E as a root node is copied and copied to a child node of node C, the concept graph may be converted into a concept tree. An embodiment converted to a tree structure as described above is shown in FIG. Although FIG. 6 illustrates the case where two parent nodes of node E are illustrated, the number of parent nodes of each node in the concept graph is not limited. Therefore, in this case, the subtree must be copied to each parent node as in the previous method. In addition, when there are a plurality of nodes having a plurality of parent nodes in the concept graph, the subtree is copied to all of the plurality of nodes as in the previous method, and all nodes in the concept graph are converted into a concept tree having only one parent node. .
서브트리를 복사할 때는 서브트리의 모든 노드들을 실제로 복사할 수도 있지만, 노드의 데이터 크기가 큰 경우에는 노드를 복사하지 않고 복사 노드에는 원본 노드에 대한 포인터를 저장하는 방식으로 처리하여 저장공간을 줄이면서 복사하는 효과를 거들 수도 있다.When copying a subtree, you can actually copy all the nodes in the subtree. However, if the data size of a node is large, you can reduce the storage space by not copying the node but by storing a pointer to the original node in the copy node. You can also help with copying.
다음으로 이와 같이 변환된 개념 그래프에 식별 번호 및 가상 식별 번호를 부여하고 식별 번호 변환 테이블을 생성한다. 이에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 여기서는 그 설명은 생략하기로 한다. 도 7에는 이와 같이 식별 번호 및 가상 식별 번호가 부여된 개념 그래프를 도시하였으며, 이로부터 생성된 식별 번호 변환 테이블은 다음의 표 2와 같다.Next, an identification number and a virtual identification number are assigned to the converted concept graph and an identification number conversion table is generated. Since it has been described in detail above, the description thereof will be omitted. FIG. 7 illustrates a conceptual graph to which identification numbers and virtual identification numbers are assigned, and the identification number conversion table generated therefrom is shown in Table 2 below.
개념 그래프로부터 변환되어 생성된 개념 트리의 경우 노드가 복사된 것인지의 여부를 구별하기 위한 방법이 필요하다. 따라서 본 실시예의 경우 상기 식별 번호 변환 테이블과 별도로 다음의 표 3과 같이 중복 테이블을 생성하여야 한다.In the case of a concept tree generated by converting from a concept graph, a method for distinguishing whether a node is copied or not is needed. Therefore, in the present embodiment, a duplicate table is generated as shown in Table 3 separately from the identification number conversion table.
상기 중복 식별 번호를 보면, 도 7에 도시된 개념 트리에서 식별 번호가 6인 노드는 식별 번호가 5인 노드로부터 복사된 노드임을, 식별 번호가 10인 노드는 식별 번호가 9인 노드로부터 복사된 노드임을 알 수 있다.Referring to the duplicate identification number, in the concept tree shown in FIG. You can see that it is a node.
상기와 같이 개념 그래프를 개념 트리로 변환한 이후에는 전술한 개념 트리에서의 노드 간의 거리 계산 과정과 동일한 방법으로 수학식 6을 이용하여 노드 간의 거리를 계산한다. 다만 개념 트리상에서는 다른 노드로 보이더라도 실제로 개념 그래프 상에서는 동일한 노드인 경우가 있으므로 거리 계산에 있어서는 상기 중복 테이블을 참조하여야 한다.After converting the concept graph to the concept tree as described above, the distance between nodes is calculated using
예를 들어, 도 7의 개념 트리에서 식별 번호가 9 노드와 식별 번호가 10노드는 각각 가상 식별 번호가 10과 12이므로,For example, in the concept tree of FIG. 7, since the
인 관계를 가지게 되어 두 노드 간의 거리는 3 + 3 = 6으로 계산된다. 그러나 중복 테이블을 참조하면, 식별 번호가 10인 노드는 식별 번호가 9 노드로부터 복사된 노드이므로 두 노드의 실제 거리는 0이 된다.The relationship between the two nodes is calculated as 3 + 3 = 6. However, referring to the duplicate table, since the node with the identification number 10 is a node copied from the node with the
간선(trunk( edgeedge )마다 거리가 다른 경우) Different distances
전술한 실시예에서는 개념 트리에서 간선 간의 거리를 일률적으로 1로 가정하였지만, 실시예에 따라 간선 간의 거리가 각각 다르게 정해지는 경우가 있다. 예를 들어, 도 8과 같은 개념 트리의 경우 노드 B와 D 간의 거리는 0.5로, A와 C 간의 거리는 2.0으로 정의되어 있다.In the above-described embodiment, although the distance between the trunk lines is uniformly assumed to be 1 in the concept tree, the distance between the trunk lines may be determined differently according to embodiments. For example, in the concept tree of FIG. 8, the distance between nodes B and D is defined as 0.5, and the distance between A and C is defined as 2.0.
이와 같이 간선마다 각각 거리가 다른 경우에는 다음과 같은 방법으로 노드 간의 거리를 계산할 수 있다.As such, when the distances are different for each edge, the distance between nodes may be calculated as follows.
예를 들어, 간선마다 각각 거리가 다른 개념 트리에서 가상 식별 번호가 각각 m과 t인 노드 간의 거리를 계산할 경우에는, 먼저 수학식 6과 같은 관계를 만족하는 i, j 값을 계산한다.For example, when calculating distances between nodes having virtual identification numbers m and t, respectively, in a conceptual tree having different distances for each trunk, first, i and j values satisfying the relationship shown in
이후, 전술한 방법에 의하여 m과 t 사이의 경로를 구한다.Then, the path between m and t is obtained by the method described above.
P0(m) = m, P1(m), P2(m), ..., Pi -1(m), Pi(m) = Pj(t) (최초의 공동 조상), Pj-1(t), Pj -2(t), ..., P1(t), P0(t) = tP 0 (m) = m, P 1 (m), P 2 (m), ..., P i -1 (m), P i (m) = P j (t) (first joint ancestor), P j-1 (t), P j -2 (t), ..., P 1 (t), P 0 (t) = t
마지막으로, 개념 트리로부터 상기 경로를 구성하는 각 노드들 간의 거리를 추출하여 이를 모두 더하면 두 노드 간의 거리를 구할 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.Finally, the distance between each node constituting the path from the concept tree and the sum of all the distances can be obtained. This is expressed as the following equation.
상기 수학식에서 m의 i번째 조상과 t의 j번째 조상이 최초의 공통 조상이며, d(a, b)는 가상 식별번호가 각각 a인 노드와 b인 노드 간의 거리를 나타낸다. (이때 노드 a와 노드 b는 자식-부모 관계임)In the above equation, the i th ancestor of m and the j th ancestor of t are the first common ancestors, and d (a, b) represents a distance between a node having a virtual identification number a and a node having b, respectively. (Where node a and node b are child-parent relationships)
한편, 개념 트리 뿐 아니라 간선마다 거리가 다른 개념 그래프의 경우에도 개념 그래프를 전술한 방법에 의하여 개념 트리로 변환함으로써 노드 간의 거리를 알 수 있다. 다만, 개념 그래프의 경우 노드 간의 경로가 복수 개인 경우가 발생하는 바, 어떤 경로를 취하더라도 노드 간의 거리가 동일하도록 개념 그래프의 각 노드 간의 거리가 정의되어야 함은 자명하다.Meanwhile, not only the concept tree but also a concept graph having different distances between the edges, the distance between nodes can be known by converting the concept graph into the concept tree by the above-described method. However, in the case of the concept graph, there are a plurality of paths between nodes, so it is obvious that the distance between each node of the concept graph should be defined so that the distance between nodes is the same no matter which path is taken.
한편, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플로피 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.Meanwhile, an embodiment of the present invention may include a computer readable recording medium including a program for performing the methods described herein on a computer. The computer-readable recording medium may include program instructions, local data files, local data structures, etc. alone or in combination. The media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, magnetic-optical media such as floppy disks, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions are included. Examples of program instructions may include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter as well as machine code such as produced by a compiler.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시맨틱 거리 측정 장치(900)를 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a semantic
본 발명의 일 실시예에 따른 시맨틱 거리 측정 장치(900)는 전술한 시맨틱 거리 측정 방법(200)을 수행하기 위한 장치로서, 도시된 바와 같이 식별 번호 할당부(902), 가상 식별 번호 할당부(904), 거리 계산부(906) 및 데이터베이스(908)를 포함하여 구성된다.The semantic
식별 번호 할당부(902)는 개념 트리를 구성하는 각각의 개념(노드)들을 구별하기 위한 식별 번호를 부여한다. 상기 식별 번호는, 전술한 바와 같이 상기 상기 개념 트리의 루트 노드에서부터 상기 개념 트리의 레벨에 따라(level order) 순차적으로 할당될 수 있다. 또한 동일한 레벨의 노드의 경우, 노드의 서열에 따라 순차적으로 식별 번호를 할당할 수 있다.The identification
가상 식별 번호 할당부(904)는 상기 개념 트리를 완전 트리 형태로 변환하고 상기 실제 식별 번호와는 별도의 가상 식별 번호를 부여한다. 또한 할당된 상기 식별 번호 및 가상 식별 번호 쌍을 포함하는 식별 번호 변환 테이블을 생성한다. 상기 식별 번호, 가상 식별 번호 및 식별 번호 변환 테이블에 관한 사항에 대해서는 앞서 상세히 설명하였다.The virtual
거리 계산부(906)는 식별 번호 할당부(902) 및 가상 식별 번호 할당부(904)에서 식별 번호 및 가상 식별 번호가 할당된 개념 트리 내의 임의의 두 노드 간의 거리를 계산한다. 또한 실시예에 따라 두 노드 간의 거리 뿐만 아니라 두 노드를 연결하는 경로를 계산하도록 구성될 수도 있다.The
데이터베이스(908)는 가상 식별 번호 할당부(904)에서 생성된 상기 식별 번호 변환 테이블이 저장되는 저장 공간이다.The
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 시맨틱 거리 측정 장치(900)는 필요에 개 념 그래프를 개념 트리 형태로 변환하는 트리 구조 변환부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 트리 구조 변환부는 변환된 개념 트리 및 개념 그래프로부터 중복 테이블을 생성하여 데이터베이스(908)에 저장하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the semantic
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. Although the present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. I will understand.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개념 트리(100)의 일례를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 트리에서의 개념들간의 시맨틱 거리 측정 방법(200)을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 식별 번호가 부여된 개념 트리의 일례를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a concept tree to which an identification number is assigned according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 완전 트리로 변환되어 가상 식별 번호가 부여된 개념 트리의 일례를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a concept tree converted into a complete tree and assigned a virtual identification number according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 개념 그래프의 일례를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of a conceptual graph according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 개념 그래프를 개념 트리로 변환한 일례를 나타낸 도면이다.6 illustrates an example of converting a concept graph into a concept tree according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 변환된 개념 그래프에 식별 번호 및 가상 식별 번호를 부여한 일례를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating an example in which an identification number and a virtual identification number are assigned to a converted concept graph according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 개념 간의 거리가 각각 다르게 설정된 개념 트리를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a concept tree in which distances between concepts are set differently according to one embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 시맨틱 거리 측정 장치(900)를 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a semantic
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