有效
一种图数据合成方法、装置、计算机设备和存储介质
刘斌、陈航、陆敏、朱席席、姚莉、丁兆云、朱承、朱先强
中国人民解放军国防科技大学
摘要
本申请涉及一种图数据合成方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括:获取预设领域知识体系,根据该知识体系,使用本体编程工具表示预设领域中类、关系和属性,获得描述类表示以及类表示与类表示间联系的公理集和描述关系表示与关系表示间联系的规则集,将公理集和规则集合并得到本体公理集,根据本体公理集生成实例、实例的扩展断言集、实例的属性断言和实例间的关系断言;根据扩展断言集、属性断言和关系断言得到本体断言集;根据本体推理机对公理集与本体断言集进行一致性检测,根据一致性检测结果和规则集,获得合成图数据。本方法可将正例与负例数据分开,提高数据合成速度,合成图数据与领域知识体系保持一致。
1.一种图数据合成方法,其特征在于,所述方法包括:获取预设领域中的知识体系;根据所述预设领域中的知识体系,使用本体编程工具表示预设领域中类、关系和属性,获得预设领域中类表示、关系表示和属性表示;获得描述所述类表示以及类表示与类表示之间联系的公理集和描述所述关系表示与关系表示之间联系的规则集,将所述公理集和所述规则集合并得到本体公理集;根据所述本体公理集生成实例,以及根据所述本体公理集确定所述实例的扩展断言集、所述实例的属性断言和所述实例之间的关系断言,根据所述扩展断言集、所述属性断言以及所述关系断言,得到本体断言集;根据本体推理机对所述公理集与所述本体断言集的并集进行一致性检测,获得一致性检测结果;根据所述一致性检测结果和所述规则集,获得合成图数据;根据所述一致性检测结果和所述规则集,获得合成图数据,包括:所述合成图数据包括正例数据集和负例数据集;设置初始状态为空集的断言提取集合;当所述一致性检测结果一致时,以及当所述规则集为空时,将所述本体断言集除去所述断言提取集合后的集合作为所述正例数据集、所述断言提取集合作为所述负例数据集输出;当所述一致性检测结果一致时,以及当所述规则集为非空时,对所述本体公理集和本体断言集的并集除去所述断言提取集合后的集合进行一致性检测,如果一致,则将所述本体断言集除去所述断言提取集合后的集合作为所述正例数据集、所述断言提取集合作为所述负例数据集输出;当所述一致性检测的结果不一致时,则找出所述公理集与所述本体断言集并集中所有最小不一致集并选取最小不一致集中的断言添加到所述断言提取集合,并对所述本体公理集和本体断言集的并集除去所述断言提取集合后的集合进行一致性检测,如果一致,则将所述本体断言集除去所述断言提取集合后的集合作为所述正例数据集、所述断言提取集合作为负例数据集输出;如果不一致,找出所述本体公理集和本体断言集的并集除去所述断言提取集合后的集合中所有最小不一致集并选取最小不一致集中的断言添加到所述断言提取集合,则将所述本体断言集除去所述断言提取集合后的集合作为所述正例数据集、所述断言提取集合作为所述负例数据集输出。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述预设领域中的知识体系,在本体开发工具中,使用本体编程语言表示预设领域中类、关系和属性,获得预设领域中类表示、关系表示和属性表示,包括:从所述知识体系的数据模式中提取类概念,使用所述本体编程工具表示预设领域的知识体系中描述的所述类概念类之间的父类-子类关系,获得分类体系表示;从所述知识体系的数据模式中提取关系概念,根据预设领域的知识体系对所述关系概念的定义域和值域的描述,使用所述本体编程工具获得关系表示;从所述知识体系的数据模式中提取属性概念,根据预设领域的知识体系对所述属性概念的定义域和值域的描述,使用本体编程工具获得属性表示;在所述本体编程工具中创建数据保留属性,根据所述数据保留属性得到数据保留属性表示;所述数据保留属性的定义域为所述本体编程工具自动生成的顶层类,值域为不小于1的整数型数据范围;根据预设领域的知识体系以及所述数据保留属性,使用所述本体编程工具对所述分类体系中的每一个类进行表示,获得类表示。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,获得描述所述类表示以及类表示与类表示之间联系的公理集和描述所述关系表示与关系表示之间联系的规则集,将所述公理集和所述规则集合并得到本体公理集,包括:根据所述预设领域中类表示、关系表示和属性表示的知识组成所述类表示及类表示与类表示之间联系的公理集;根据预设领域中的知识体系,对所述关系表示之间的推导知识或关系表示的定义,采用和所述本体编程工具对应的描述推理规则的语言表示,得到规则集;将所述公理集和所述规则及合并形成本体公理集。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述本体公理集生成实例,以及根据所述本体公理集确定所述实例的扩展断言集、所述实例的属性断言和所述实例之间的关系断言,根据所述扩展断言集、所述属性断言以及所述关系断言,得到本体断言集,包括:根据所述本体公理集中对类的实例数量描述,为每一类创建相应数量的实例,根据所述实例构成实例集合,根据所述实例集合构建类断言集,将所有所述类断言集合并,得到本体类断言集;根据所述本体推理机对所述公理集与所述本体类断言集并集进行分类推理,得到推理结果中的断言表示,根据所述断言构成断言集合,将所述本体类断言集与所述断言集合进行合并,得到扩展断言集;根据所述本体公理集中对于每一个关系的定义创建实例间的定义关系断言集;根据所述本体公理集中对于每一个类的关系约束创建实例间的约束关系断言集;根据所述本体公理集中对属性的定义创建实例的定义属性断言集;根据所述本体公理集中对类的属性约束创建实例的约束属性断言集;将所述扩展断言集、实例间的定义关系断言集、实例间的约束关系断言集、实例的定义属性断言集、实例的约束属性断言集合并,获得本体断言集。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据本体推理机对所述公理集与所述本体断言集的并集进行一致性检测,获得一致性检测结果,包括:根据HermiT本体推理机对所述公理集与所述本体断言集的并集进行一致性检测,获得一致性检测结果。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法,其特征在于,所述本体编程工具是在本体开发工具Protégé5.5中,使用OWL2语言。
7.一种图数据合成装置,其特征在于,所述装置包括:知识体系获取模块:获取预设领域中的知识体系;本体表示确定模块:根据所述预设领域中的知识体系,使用本体编程工具表示预设领域中类、关系和属性,获得预设领域中类表示、关系表示和属性表示;本体公理集确定模块:获得描述所述类表示以及类表示与类表示之间联系的公理集和描述所述关系表示与关系表示之间联系的规则集,将所述公理集和所述规则集合并得到本体公理集;本体断言集确定模块:根据所述本体公理集生成实例,以及根据所述本体公理集确定所述实例的扩展断言集、所述实例的属性断言和所述实例之间的关系断言,根据所述扩展断言集、所述属性断言以及所述关系断言,得到本体断言集;一致性检测模块:根据本体推理机对所述公理集与所述本体断言集的并集进行一致性检测,获得一致性检测结果;合成图数据确定模块:根据所述一致性检测结果和所述规则集,获得合成图数据;合成图数据确定模块还用于:所述合成图数据包括正例数据集和负例数据集;设置初始状态为空集的断言提取集合;当所述一致性检测结果一致时,以及当所述规则集为空时,将所述本体断言集除去所述断言提取集合后的集合作为所述正例数据集、所述断言提取集合作为所述负例数据集输出;当所述一致性检测结果一致时,以及当所述规则集为非空时,对所述本体公理集和本体断言集的并集除去所述断言提取集合后的集合进行一致性检测,如果一致,则将所述本体断言集除去所述断言提取集合后的集合作为所述正例数据集、所述断言提取集合作为所述负例数据集输出;当所述一致性检测的结果不一致时,则找出所述公理集与所述本体断言集并集中所有最小不一致集并选取最小不一致集中的断言添加到所述断言提取集合,并对所述本体公理集和本体断言集的并集除去所述断言提取集合后的集合进行一致性检测,如果一致,则将所述本体断言集除去所述断言提取集合后的集合作为所述正例数据集、所述断言提取集合作为负例数据集输出;如果不一致,找出所述本体公理集和本体断言集的并集除去所述断言提取集合后的集合中所有最小不一致集并选取最小不一致集中的断言添加到所述断言提取集合,则将所述本体断言集除去所述断言提取集合后的集合作为所述正例数据集、所述断言提取集合作为所述负例数据集输出。
8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。



