一种基于人机交互的语义框架搭建方法

摘要

本发明提供了一种基于人机交互的语义框架搭建方法，其特征在于，所述搭建方法包括以下步骤：步骤1：用CFN框架来实现语义框架的搭建；步骤2：基于框架语义学的理论；步骤3：参考在伯克利的英语框架网络的工作；步骤4：从汉语大型语料库提取证据支持；步骤5：在此基础上构建框架语义关系。本发明通过提高了老师和学生们的亲身现场互动的感受，而且通过这种人机交互使得作品内容介绍更加丰富，知识点相对更加集中，信息综合度也提高了，避免了学生们花费大量时间精力去搜索相关的内容，提高了教学的效率。

说明书

技术领域

本发明属于在线教育领域，具体涉及到一种基于人机交互的语义框架搭建方法。

背景技术

在线教育即e-learning、或称为远程教育、在线学习，通过应用信息科技和互联网技术进行内容传播和快速学习的方法。E-learning的“e”代表电子化的学习、有效率的学习、探索的学习、拓展的学习、延伸的学习、易使用的学习、增强的学习。在线教育顾名思义，就是以网络为介质的教学方式，通过网络，学员与教师即使相隔万里也可以开展教学活动，此外借助网络课件，学员还可以随时随地进行学习。

这种教育模式中客户和商家成本都较低。然而对于美术教育而言，这种模式存在很多问题，例如美术教学本身是一个现场互动，感同身受的活动；另一方面，对于美术作品的介绍过于单调，知识点较为分散，信息的综合度不够，如果让学员逐个去搜索则会耗费大量的时间精力。现在涉及一种人机交互的语义框架的搭建，则显示十分有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于人机交互的语义框架搭建方法，其目的为了解决上述技术问题：

为了解决上述技术问题，现在提供如下技术方案：

一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述搭建方法包括以下步骤：

步骤1：用CFN框架来实现语义框架的搭建；

步骤2：基于框架语义学的理论；

步骤3：参考在伯克利的英语框架网络的工作；

步骤4：从汉语大型语料库提取证据支持；

步骤5：在此基础上构建框架语义关系。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述框架语义关系为一个五元组F(V,I,S,W,W')；V表示框架语义场景，I表示对一个美术作品的介绍的原始语段，W表示对I进行标注后获得的目标词；W’表示目标词的关联词。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述框架语义关系对具体的美术作品进行框架语义关系实施化。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述框架语义关系是实话的播放方式为文字展示或者语音播报。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，还包括人机交互的美术作品展示方法，所述展示方法包括如下步骤：

步骤1：给出一个美术作品，通过人工输入的方式对其进行专业讲解；

步骤2：根据人工输入的语句，生成该美术作品的框架语义关系实例；

步骤3：对该美术作品进行在线展示，供在线用户学习欣赏。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述框架语义关系的是实例化过程包括对I采用LTP分析器进行分句和分词，并获取分词对应的关联词和以关联词对应的段落；所述分句的集合用S＝{S1,S2,……,Sn}表示；所述分词集合用W表示；所述段落用P表示。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，可以通过同义词或近义词匹配来获取与分词W的关联词W’，所述框架语义关系可以表示为F(V,I,W,W',P)。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述F(V,I,W,W',P)中的W’和其对应的段落还建立有云存储服务器；所述云存储服务器用来存储有专业术语以及专业术语的解释。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述云存储服务器中至少有一个术语表；所述术语表为一个三元组表。

作为本发明进一步的方案，所述的一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述段落为四元组结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过提高了老师和学生们的亲身现场互动的感受，而且通过这种人机交互使得作品内容介绍更加丰富，知识点相对更加集中，信息综合度也提高了，避免了学生们花费大量时间精力去搜索相关的内容，提高了教学的效率。

附图说明

图1为一种基于人机交互的语义框架搭建方法步骤示意图；

图2为人机交互的美术作品展示方法步骤示意图；

图3为该发明句法关系示意图；

图4为该发明句法关系英文缩写的释义图；

图5为该发明的语义依存关系示意图；

图6为该发明的语义依存关系语义角色标注释义图；

图7为该发明的句法与语义依存的关系示意图；

图8为术语表与段落的关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例提供了一种基于人机交互的语义框架搭建方法，搭建方法包括以下步骤：

步骤1：用CFN框架来实现语义框架的搭建；

所用CFN框架为汉语框架网络，汉语框架网络(CFN，Chinese FrameNet)是一个词汇数据库，包括框架、词汇单位和注释语句，汉语框架网络是实现我国计算机智能化的重要部分。

步骤2：基于框架语义学的理论；

框架语义学定义:“框架”是一个与激活性语境相一致的结构化范畴系统，是存储在人类认知经验中的图示化情境。框架语义标注成份有三部分:句法成分(Constituent)、短语类型(Phrase)和语义角色。框架是理解词语的背景和动因，场景内容可以是一个动作，一个活动事件，一个实体或者一个抽象体的状态，框架承担词包括动词、形容词、名词、成语以及一些约定俗语，他们是能够激起汉语框架语义网某个框架所读应的语义场景的词语，是标注工作的着眼点，称为词元，一般情况下，一个框架可以包括多个词元。

步骤3：参考在伯克利的英语框架网络的工作；

英语框架网络是由美国加州大学伯克利分校基于框架语义学建立的词汇数据库，该数据库不仅可以作为计算语言词典，而且由于该词汇数据库的计算机可读性，对实现计算机智能化具有重要意义。

步骤4：从汉语大型语料库提取证据支持；

步骤5：在此基础上构建框架语义关系。

本发明通过提高了老师和学生们的亲身现场互动的感受，而且通过这种人机交互使得作品内容介绍更加丰富，知识点相对更加集中，信息综合度也提高了，避免了学生们花费大量时间精力去搜索相关的内容，提高了教学的效率。

本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，框架语义关系为一个五元组F(V,I,S,W,W')；V表示框架语义场景，I表示对一个美术作品的介绍的原始语段，W表示对I进行标注后获得的目标词；W’表示目标词的关联词。

本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，框架语义关系对具体的美术作品进行框架语义关系实施化。本发明通过对框架语义关系实施化可以使得每一个美术作品都进行具体的实施化方便后面学员们进行搜索。

本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，框架语义关系实施化的播放方式为文字展示或语音播放。具体的，播放框架语义关系实例中的I，即原始输入的文字，可以用文字展示或者是语音播报的方式。文字展示可以更加清楚明了的展示当前美术作品的一切，更加直观，另一方面在配上语音播报的方式的介绍可以让学员们边看边了解，侧面的加深了学员们对该美术作品的记忆。

本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，还包括人机交互的美术作品展示方法，展示方法包括如下步骤：

步骤1：给出一个美术作品，通过人工输入的方式对其进行专业讲解；

步骤2：根据人工输入的语句，生成该美术作品的框架语义关系实例；

步骤3：对该美术作品进行在线展示，供在线用户学习欣赏。

在上述步骤1中，获取将要展示的美术作品A，以及关于该美术作品的专业化的介绍I。例如，I＝“这是一幅由张三创作的油画，这幅画的高光和投影部分使用非常合理，构图方式是C型构图，C型构图可以延伸画面的空间感。”此时的场景V为输入。这里的I是自然语言，但里面包含了与美术作品A有关的专业术语。

如图3-7所示，本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，所述框架语义关系的是实例化过程包括对I采用LTP分析器进行分句和分词，并获取分词对应的关联词和以关联词对应的段落；分句的集合用S＝{S1,S2,……,Sn}表示；分词集合用W表示；段落用P表示。具体的，使用逗号或者句号对I进行分句，得到分句的集合S＝{S1,S2,……,Sn}，得到的分句结果如下：<句1这是一幅由张三创作的油画><句2这幅画的高光和投影部分使用非常合理><句3构图方式是C型构图><句4C型构图可以延伸画面的空间感>即I的分句后得到分句S1,S2,S3,S4，对每一个分句进行分词并进行词性标注，得到分词集合W，W可以是一个四元组，例如(分词ID，词，词性，关联词ID)，对句1的分词结果如下:

这/r是/v一/m幅/q由/p张三/nh创作/v的/u油画/n

因此可以构建句1(S1)的W集合表述。r,v,m,q,p,nh,v,u,n分别代表不同的词性，例如代词，动词，量词等等。

其第一个分词为“这”，即W1＝{(id＝1,这,r,{W'id})，这里的id表示分词编号，W’id表示该分词对应的关联词的编号，w’id可能是多个，也可能是一个，也可能是NULL。对于“这”这个分词而言，其没有美术专业术语与之关联，因此其W’id＝NULL，因此W1＝{(id＝1,这,r,NULL)；同样，可以获得其他分词的表述，例如：

W2＝{(id＝2,是,v,NULL)

W3＝{(id＝3,一,m,NULL)

W4＝{(id＝4,幅,q,NULL)

W5＝{(id＝5,由,p,NULL)

W6＝{(id＝6,张三,nh,{W'id})

W7＝{(id＝7,创作,v,NULL)

W8＝{(id＝8,的,u,NULL)

W9＝{(id＝9,油画,n,{W'id})

上述分词中，张三是作者，可能存在与其关联的w’id，即作者张三的介绍，张三的其他作品等，油画是一个专业名词，也可能存在与其关联的w’id。将W’id不为NULL的分词保存到框架语义关系实例的W中，即W＝{张三，油画}。对上述分句进行分析，对其整体分析的代码如下：

同样，对于句2而言，其分词结果如下：

这/r 幅/q 画/n 的/u 高光/n 和/c 投影/v 部分/n 使用/v 非常/d 合理/a

其第一个分词为“这”，即W1＝{(id＝1,这,r,{W'id})，这里的id表示分词编号，W’id表示该分词对应的关联词的编号，w’id可能是多个，也可能是一个，也可能是NULL。对于“这”这个分词而言，其没有美术专业术语与之关联，因此其W’id＝NULL，因此W1＝{(id＝1,这,r,NULL)；同样，可以获得其他分词的表述，例如：

W2＝﹛(id＝2，副，q，NULL)

W3＝﹛(id＝3，画，n，﹛w’id﹜)

W4＝﹛(id＝4，的，u，NULL)

W5＝﹛(id＝5，高光，n，NULL)

W6＝﹛(id＝6，和，c，NULL)

W7＝﹛(id＝7，投影，v，NULL)

W8＝﹛(id＝8，部分，n，NULL)

W9＝﹛(id＝9，使用，v，NULL)

W10＝﹛(id＝10，非常，d，NULL)

W11＝﹛(id＝11，合理，a，NULL)

上述分词中，画是名词，也可能存在与其关联的w’id，画包括“西洋画”，油画等等，接着将W’id部位NULL的分词保存到框架语义关系实例的W中，即w＝﹛画﹜。

同样也可以获得句3和句4的分词，句法，语义依存关系图。这里不再赘述。

本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，可以通过同义词或近义词匹配来获取与分词W的关联词W’，框架语义关系可以表示为F(V,I,W,W',P)。

本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，F(V,I,W,W',P)中的W’和其对应的段落还建立有云存储服务器；云存储服务器用来存储有专业术语以及专业术语的解释。

如图8所示的术语表与段落的关系，本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，云存储服务器中至少有一个术语表；术语表为一个三元组表；具体的，关联词W’为(W’id，术语名称，{段落1，段落2，……，段落z})结构。对于专业术语“油画”而言，其对应的段落可能为一个或者有多个。段落1的结构为四元组结构，即P＝(Pid＝1,油画,“油画是以用快干性的植物油调和颜料，在画布亚麻布，纸板或木板上进行制作的一个画种,油画是西洋画的主要画种之一。”，{油画,颜料,画布,亚麻布,纸板,木板,西洋画})。{油画,颜料,画布,亚麻布,纸板,木板,西洋画}为段落关联词Wp。

对框架语义关系实例化以后，对于美术作品A的展示时可以提供更多的内容。在展示时，场景V为输出。

选择一幅美术作品A’，获取A’的框架语义关系实例F(V,I,W,W',P)，框架语义关系实例中的场景V设置为输出。

本发明实施例提供了另一种基于人机交互的语义框架搭建方法，段落为四元组结构(段落ID，对应的术语，段落内容，{包含的术语})。具体的，段落的结构为四元组结构，例如，即P＝(Pid＝1,油画,“油画是以用快干性的植物油调和颜料，在画布亚麻布，纸板或木板上进行制作的一个画种,油画是西洋画的主要画种之一。”，{油画,颜料,画布,亚麻布,纸板,木板,西洋画})。{油画,颜料,画布,亚麻布,纸板,木板,西洋画}为段落关联词Wp。

段落2的结构为(Pid＝2,油画,“油画逐渐成为西方绘画史中的主体绘画方式，存世的西方绘画作品主要是油画作品，其中最著名的就是《蒙娜丽莎》表现的一个普通妇女并广为流传。”，{油画,西方绘画史,绘画,西方绘画,},蒙娜丽莎)。

优选的，对于框架语义关系实例中的W，在获取播放完I后，播放与W对应的关联词所关联的段落。在播放这些段落时，优先播放与人名(词性为nh)有关的段落。注意到与人名有关的段落可能很多，此时优选播放段落P中的段落关联词Wp与分词W中相同或相近的词数量最多的段落。

例如：I＝<句1这是一幅由达芬奇创作的油画>，W＝{达芬奇，油画}，分词达芬奇的关联词W’＝{画家，科学家，发明家，油画，文艺复兴，蒙娜丽莎…}。而“达芬奇”关联的段落有：段落_1:达芬奇最大的成就是油画，他的杰作《蒙娜丽莎》《抱银鼠的女子》《卢克雷齐亚·克里韦利》和《最后的晚餐》，体现了他精湛的艺术造诣。段落_1的段落关联词有：达芬奇，油画，蒙娜丽莎，……。段落_2：达芬奇思想深邃，学识渊博、擅长雕刻、发明、建筑，通晓数学、生物学、物理学、天文学、地质学等学科。段落_2的段落关联词有：达芬奇，雕刻，发明建筑……。

上述段落_1有两个词与W相同，即达芬奇和油画，而段落_2只有一个词语W相同，即达芬奇，此时优先播放段落1。

对于本领域技术人员而言，虽然说明了本发明的几个实施方式以及实施例，但这些实施方式以及实施例是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求所记载的发明和其等效的范围内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域的技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域人员可以理解的其他实施方式。