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基于自然语言打印机人机交互方法研究与实现

作　者: 于鹏
导　师: 解永平
学　校: 大连理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 人机交互 功能信息抽取 本体映射 自然语言处理 功能本体
分类号: TP11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要


在迅速发展的信息化社会中,种类繁多的电子设备频繁应用于人们日常生活中。然而伴随着电子设备功能的复杂化,设备操作的复杂程度也随之上升,因此一种友好的、智能的设备交互方式对用户来说至关重要。经过众多研究人员努力,以触控交互、语音交互为代表的许多新颖交互技术不断出现。然而这些交互方式仍然存在着诸如触控交互的界面限制、语音交互的发展瓶颈等问题。为此操作简单的自然语言交互成为了当前的研究热点。本论文基于打印机领域,设计了一种允许用户通过自然语言来控制电子设备的交互方法。用户只需要输入自己想要实现功能的自然语言描述,系统即会自动从中提取出设备功能及相关参数,并进而控制打印机执行操作。所设计的人机交互系统整体上可以分为三个阶段：后台知识库构建阶段、功能提取映射阶段和功能执行阶段。知识库采用本体(Ontology)来进行构建,其中定义了打印机领域几乎所有的功能概念、功能执行相关概念,由此可以通过本体发达的内部关系来支持后续两个阶段进行；对于用户描述中功能的抽取,论文采用一种“桥”式映射方法来实现,从而避免了直接抽取带来的误差,基于传统方法改进的映射算法对概念的映射匹配起到重要作用；论文在定义本体时采取一种特殊结构,该种结构产生的映射机制能够保证提取功能的成功执行。论文在打印机领域构建了原型系统,其中本体中定义了超过1000个概念。根据大量的自然语言输入测试,测试准确率可以达到89%。该结果表明,系统可以实现各厂家打印机的基本功能,达到预期目标。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 研究背景及现实意义  8-9
  1.2 国内外研究现状及发展前景  9-10
  1.3 本文主要研究内容  10-11
  1.4 论文组织结构  11-12
2 人机交互基本理论和相关技术  12-21
  2.1 人机交互概述  12-14
    2.1.1 人机交互方式发展  12-14
    2.1.2 人机交互相关技术  14
  2.2 基于自然语言的人机交互方法  14-18
    2.2.1 自然语言处理概述  15-17
    2.2.2 信息抽取概述  17
    2.2.3 自然语言处理技术在信息抽取中的作用  17-18
  2.3 本体技术在自然语言人机交互中的应用概述  18-20
    2.3.1 本体  18-19
    2.3.2 基于本体的信息抽取  19-20
    2.3.3 基于本体的信息抽取在自然语言人机交互中的作用  20
  2.4 本章小结  20-21
3 基于自然语言的打印机人机交互系统设计  21-42
  3.1 系统设计分析  21-26
    3.1.1 系统功能分析  21-22
    3.1.2 系统实现方法分析  22-26
  3.2 系统整体结构概述  26-28
  3.3 预处理模块设计  28-30
    3.3.1 标志化  28
    3.3.2 词性标注  28-29
    3.3.3 短语组块  29-30
  3.4 信息抽取模块设计  30-34
    3.4.1 规范化  30-32
    3.4.2 冗余信息滤除  32-33
    3.4.3 格式生成  33-34
  3.5 映射模块设计  34-39
    3.5.1 概念名称相似度计算  35-37
    3.5.2 属性相似度计算  37-38
    3.5.3 概念相似度合并  38-39
  3.6 执行模块设计  39-40
  3.7 本章小结  40-42
4 打印机领域原型系统实现  42-56
  4.1 原型系统整体概述  42-44
    4.1.1 实现功能  42-43
    4.1.2 用户界面设计  43-44
  4.2 原型系统各个模块实现  44-55
    4.2.1 原型系统整体流程分析  44
    4.2.2 预处理模块实现  44-49
    4.2.3 信息抽取模块实现  49-54
    4.2.4 映射模块实现  54-55
    4.2.5 执行模块实现  55
  4.3 本章小结  55-56
5 原型系统评估  56-60
  5.1 评估方法选择  56-57
  5.2 系统实际评估  57-58
  5.3 评估结果分析及结论  58-59
    5.3.1 评估结果分析  58-59
    5.3.2 评估结论  59
  5.4 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-65
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  65-66
致谢  66-67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 自动化系统理论
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