一種多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度定量計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度定量計(jì)算方法，1）學(xué)習(xí)資源語義化模型的建立；2）學(xué)習(xí)資源的相似性、相關(guān)性評(píng)估；3）多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源學(xué)習(xí)資源間相似度、相關(guān)度計(jì)算。本發(fā)明本文通過分析多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)引學(xué)習(xí)資源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從學(xué)習(xí)資源間包含相同知識(shí)點(diǎn)的重合度計(jì)算相似度；從異同知識(shí)點(diǎn)間的語義、結(jié)構(gòu)等屬性計(jì)算相關(guān)度，從而形成學(xué)習(xí)資源間的關(guān)聯(lián)度定量評(píng)估和計(jì)算方法，為學(xué)習(xí)資源的關(guān)聯(lián)分析和關(guān)聯(lián)檢索奠定了研究基礎(chǔ)。
【專利說明】
-種多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度定量計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及混凝±橋面板技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說設(shè)及一種多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度 定量計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明屬于關(guān)聯(lián)度評(píng)估及定量計(jì)算的一種方法，本專利主要設(shè)及對(duì)象為多知識(shí)點(diǎn) 標(biāo)引的學(xué)習(xí)資源W及教育領(lǐng)域知識(shí)本體等。利用資源關(guān)聯(lián)度、相似性評(píng)估W及相關(guān)性評(píng)估 等方法，將教育領(lǐng)域中教材、習(xí)題集、試題、試卷、教學(xué)視頻、錄音等不同類型的資源，利用知 識(shí)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，通過分析多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)引學(xué)習(xí)資源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從學(xué)習(xí)資源間包含相同知識(shí) 點(diǎn)的重合度計(jì)算相似度;從異同知識(shí)點(diǎn)間的語義、結(jié)構(gòu)等屬性計(jì)算相關(guān)度，從而形成學(xué)習(xí)資 源間的關(guān)聯(lián)度定量評(píng)估和計(jì)算方法。
[0003] 隨著IT技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)上積累了各種類型的數(shù)字化教 學(xué)資源，例如試題、試卷、錄音、動(dòng)畫、教學(xué)視頻、課件等，形成了大小不一的各類教育教學(xué)資 源庫(kù)，但是現(xiàn)有的技術(shù)并未實(shí)現(xiàn)將運(yùn)些資源進(jìn)行高效的整合與相互關(guān)聯(lián)，而現(xiàn)有的研究主 要集中在本體概念、詞語、文本的相似度或相關(guān)度方面，關(guān)于知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度相關(guān)計(jì)算方法相 對(duì)匿乏。本文若要實(shí)現(xiàn)對(duì)多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度定量計(jì)算，首先需要將學(xué)習(xí)資源的語義進(jìn) 行建模，其次明確怎樣對(duì)學(xué)習(xí)資源的相似性、相關(guān)性進(jìn)行評(píng)估，最后完成多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源學(xué) 習(xí)資源間相似度、相關(guān)度計(jì)算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度定量計(jì)算方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：一種多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度 定量計(jì)算方法，其特征在于:其計(jì)算方法如下： 1) 明確學(xué)習(xí)資源的多標(biāo)簽屬性： 貝1J，其形式化描述為:7?= [{(知，瓜），（知，瓜)，……，（缸，先）}，缸年0] 其中:Ki表示資源R包含的知識(shí)點(diǎn)i;Ai表示知識(shí)點(diǎn)i在資源帥的權(quán)重； 2) 學(xué)習(xí)資源的語義建模： 將學(xué)習(xí)資源的語義建?？蚣芊譃閷W(xué)習(xí)資源層、語義描述層、教育本體層； 其中，語義描述層對(duì)學(xué)習(xí)資源的語義信息進(jìn)行了描述，是對(duì)跨媒體形態(tài)的異構(gòu)學(xué)習(xí)資 源的抽象； 教育本體層描述了教育領(lǐng)域中固有的概念W及概念之間的關(guān)聯(lián)； 給定本體庫(kù)的關(guān)系集合巧日知識(shí)點(diǎn)集合片不失一般性，對(duì)任意關(guān)系C形成的有向無環(huán) 圖，可表示為知化Ce)，其中Aj, fe，…，AwG偽本體知識(shí)結(jié)點(diǎn)，<缸，仁〉G Cc為本體知識(shí) 結(jié)點(diǎn)i和J之間的關(guān)系屬性； 當(dāng)兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)間直接關(guān)聯(lián)時(shí)，兩者之間的路徑可W表示為： path(Cc,缸，Aj')=< 缸，仁'〉，其中，< 缸，仁'〉GCc; 當(dāng)兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)間接關(guān)聯(lián)時(shí)，兩者之間的路徑可W表示為： 恥 ki, kn)二 <ki, h,---, kn>，其中 <ki, h〉，<k2, ks〉，…，<kn-i, kn>ECc; 3) 相似性評(píng)估： 學(xué)習(xí)資源的相似性評(píng)估，從形式化上，多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽表現(xiàn)為學(xué)習(xí)資源模型的分量，兩 個(gè)學(xué)習(xí)資源在多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽上的"重合"部分，即相同知識(shí)點(diǎn)，直接預(yù)示了學(xué)習(xí)資源之間在 內(nèi)容上的語義相似性，用集合Ke表示;另一方面，相同知識(shí)點(diǎn)的A?分量部分，則進(jìn)一步體現(xiàn)了 對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)資源的權(quán)重； 其中，學(xué)習(xí)資源相似性計(jì)算公式如下： SinAri,r2)二 Simeiri,r2) * Weieiri,r2) 其中，況化(17,〇)￡[0，1]表示相同知識(shí)點(diǎn)的數(shù)目占總標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)數(shù)目的比例；/^立6 (17,〇) G [0，1]，表示相同知識(shí)點(diǎn)在總標(biāo)注資源中的綜合權(quán)重； 4) 相關(guān)性評(píng)估： 將從資源間異同知識(shí)點(diǎn)在本體庫(kù)中保持直接關(guān)聯(lián)關(guān)系及間接關(guān)聯(lián)關(guān)系兩個(gè)方面計(jì)算 學(xué)習(xí)資源相關(guān)度，計(jì)算公式如下： Rel(ri,r2)二 Rel(Kdi而2) 其中，TfeJ體yj，估?;G [0，1]表示基于異同知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽的語義相關(guān)度； 5) 多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的相似度計(jì)算： 相同知識(shí)點(diǎn)占總標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)比例的資源相似度計(jì)算如下：
其中，化btm幼資源n與n相同知識(shí)點(diǎn)的個(gè)數(shù)掀舶班錯(cuò)為資源ri與含所有知 識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
[0006] 知識(shí)點(diǎn)對(duì)資源的權(quán)重，假設(shè)(心片，)為標(biāo)注資源n與O相同知識(shí)點(diǎn)對(duì)，并且片在資 源n與O中的權(quán)重為(兒，兒），則資源中相同知識(shí)點(diǎn)的綜合權(quán)重相計(jì)算如下：
其中，W(勒表示資源n與r沖相同知識(shí)點(diǎn)的編號(hào)。
[0007] 6)多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的知識(shí)點(diǎn)間相關(guān)度計(jì)算： 多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的相關(guān)度，考察資源間異同知識(shí)點(diǎn)在知識(shí)點(diǎn)本體庫(kù)中的相關(guān)程度； 對(duì)教育領(lǐng)域知識(shí)本體庫(kù)O及關(guān)系集巧日知識(shí)點(diǎn)集片知識(shí)點(diǎn)片和相關(guān)度計(jì)算存在兩種 情況，分別為缸和存在直接關(guān)聯(lián)和存在間接關(guān)聯(lián)； 7)學(xué)習(xí)資源間相關(guān)度計(jì)算： 對(duì)于多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽資源n和通過映射知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)度到資源間的相關(guān)度，映射公 式如下：
其中，尼為僅在資源r域r沖標(biāo)注的知識(shí)點(diǎn)集;函數(shù)distO定義知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽心，W和心心 的語義距離，用歐氏距離公式計(jì)算。 r 00081 而傘n維向冨 r'化1 1 k" , kin)與 n 化21 , k22 , , k2n)間的歐氏距離：c/j.st=
進(jìn)一步地，步驟6的直接關(guān)聯(lián)和間接關(guān)聯(lián)計(jì)算如下：其中{( Ai E爲(wèi)or(Aj' EKd2, kiEKeUKdiYU (I)直接關(guān)聯(lián)，即$path(Cc，Ai，Aj') 當(dāng)知識(shí)點(diǎn)<缸，直接關(guān)聯(lián)，即$path (Ce，缸，仁')=<缸，仁〉ECe;
函數(shù)，缸，Aj)描述在特定的關(guān)系條件 下，兩知識(shí)本體之間的關(guān)聯(lián)度；由于不同的關(guān)系的語義含義的差別，函數(shù)7?6山心，片，A,)的定 義也會(huì)不同； 首先定義Afe tajR/(A)函數(shù)如下： MetaKUiCc，k) = {<k，ki~> \ SpathiCc，k，ki) MmiCc，ki)=Q A<k，k/> E Ce) 其中，0D(Cc，A)表示知識(shí)本體A的度； 對(duì)于不同的語義關(guān)系，計(jì)算公式為：
公式中，湯為衰減系數(shù)。當(dāng)C分別為蘊(yùn)含、層次、兄弟、依賴關(guān)系時(shí)，參數(shù)湯取0.8、0.85、 0.9、0.95，W保證知識(shí)點(diǎn)間路徑擴(kuò)散到3條后，仍然有0.5、0.6、0.7、0.8 W上的相關(guān)度。
[0009] (2)間接關(guān)聯(lián)，即$path(仿，缸，Aj') 當(dāng)知識(shí)點(diǎn)缸，間接關(guān)聯(lián)；$path(Ge,缸，仁〇=<缸，缸4,..?，心。，心。4,..?，仁W,仁〉，其中 ^ki, ki+i〉，…，^ki+ti, ki+ti+i〉，…，^kj-I, kjy E Ce; 公式中貨％知識(shí)本體最大路徑長(zhǎng)度，mJ'nU)為知識(shí)點(diǎn)缸，在知識(shí)本體庫(kù)中的最短路徑 長(zhǎng)度。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)和效果為:學(xué)習(xí)資源語義化模型的建立； 學(xué)習(xí)資源所蘊(yùn)含的知識(shí)點(diǎn)之間存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，此外，學(xué)習(xí)資源具有海量、獨(dú)立和變化 快等特點(diǎn)，無法從資源層面有效描述資源間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，因此，需要將學(xué)習(xí)資源的語義進(jìn)行 建模。本文學(xué)習(xí)資源的語義模型框架分為學(xué)習(xí)資源層、語義描述層、教育本體層3個(gè)部分。 [001。 1、學(xué)習(xí)資源的相似性、相關(guān)性評(píng)估； 對(duì)于學(xué)習(xí)資源，兩個(gè)概念在詞形、語義上可能完全不同，即沒有公共特性，但是在實(shí)際 應(yīng)用中，常常由于兩者是關(guān)聯(lián)出現(xiàn)或具有外在聯(lián)系，兩者之間是相關(guān)的。所W在計(jì)算過程 中，除了考慮上下位關(guān)系外，還應(yīng)對(duì)其他類型進(jìn)行考慮，故需要對(duì)學(xué)習(xí)資源的相似性、相關(guān) 性評(píng)進(jìn)行估。
[001^ 2、多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源學(xué)習(xí)資源間相似度、相關(guān)度計(jì)算。
[0013]根據(jù)領(lǐng)域本體的相關(guān)理論和方法，教育領(lǐng)域的知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)體系可W形成教育領(lǐng) 域知識(shí)本體。教育領(lǐng)域的知識(shí)體系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，W及知識(shí)點(diǎn)之間存在的各類關(guān)聯(lián)關(guān)系， 則為知識(shí)點(diǎn)間的相似性和相關(guān)性評(píng)估方法的設(shè)計(jì)提供了思路。因此結(jié)合教育領(lǐng)域知識(shí)本 體，研究多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的關(guān)聯(lián)度評(píng)估方法，具有重要意義。
[0014] 本文通過分析多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)引學(xué)習(xí)資源的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從學(xué)習(xí)資源間包含相同知識(shí)點(diǎn) 的重合度計(jì)算相似度;從異同知識(shí)點(diǎn)間的語義、結(jié)構(gòu)等屬性計(jì)算相關(guān)度，從而形成學(xué)習(xí)資源 間的關(guān)聯(lián)度定量評(píng)估和計(jì)算方法，為學(xué)習(xí)資源的關(guān)聯(lián)分析和關(guān)聯(lián)檢索奠定了研究基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明學(xué)習(xí)資源語義化模型結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明知識(shí)本體庫(kù)的結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖3本發(fā)明資源相關(guān)度考察對(duì)象的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0019] 請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供本專利的目的是將互聯(lián)網(wǎng)上積累的各種類型的數(shù)字化教 學(xué)資源，例如試題、試卷、錄音、動(dòng)畫、教學(xué)視頻、課件等具體相似知識(shí)點(diǎn)的資源進(jìn)行關(guān)聯(lián)，希 望最大程度的衡量學(xué)習(xí)資源的內(nèi)涵，同時(shí)為定量刻畫學(xué)習(xí)資源之間的關(guān)聯(lián)程度提供依據(jù)。
[0020] 本專利的計(jì)算方法步驟如下： 第一步：明確學(xué)習(xí)資源的多標(biāo)簽屬性。
[0021] 為了明確該學(xué)習(xí)資源與知識(shí)點(diǎn)在語義內(nèi)容上的關(guān)聯(lián)程度，給教師、學(xué)生提供個(gè)性 化的學(xué)習(xí)服務(wù)及資源的關(guān)聯(lián)檢索。但學(xué)習(xí)資源蘊(yùn)含了一個(gè)或者多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，因此，為了有 效、準(zhǔn)確傳遞學(xué)習(xí)資源的知識(shí)蘊(yùn)含信息，往往需要對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行標(biāo)引，運(yùn)時(shí)，學(xué)習(xí)資源便 具有了多標(biāo)簽屬性。
[0022] 鑒于此，本文提出了多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽的學(xué)習(xí)資源的概念，其形式化描述為： R= [{( ki, Ai),{ k2, A2),......，（仁，先）}，仁年 0] 其中:斯隸示資源施含的知識(shí)點(diǎn)i;先隸示知識(shí)點(diǎn)i在資源7?中的權(quán)重(知識(shí)點(diǎn)在資源中 的重要程度在本文稱為權(quán)重）。
[0023] 第二步:學(xué)習(xí)資源的語義建模。
[0024] 學(xué)習(xí)資源所蘊(yùn)含的知識(shí)點(diǎn)之間存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，此外，學(xué)習(xí)資源具有海量、獨(dú)立和 變化快等特點(diǎn)，無法從資源層面有效描述資源間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，因此，將學(xué)習(xí)資源的語義建模 框架分為學(xué)習(xí)資源層、語義描述層、教育本體層3個(gè)部分，如圖1左部所示。其中，語義描述層 對(duì)學(xué)習(xí)資源的語義信息進(jìn)行了描述，是對(duì)跨媒體形態(tài)的異構(gòu)學(xué)習(xí)資源的抽象，具體描述形 式如圖1右部所示。教育本體層描述了教育領(lǐng)域中固有的概念W及概念之間的關(guān)聯(lián)。
[0025] 給定本體庫(kù)的關(guān)系集合巧日知識(shí)點(diǎn)集合片不失一般性，對(duì)任意關(guān)系C形成的有向無 環(huán)圖，可表示為&=化Ce),其中Aj,杉，…，Awg偽本體知識(shí)結(jié)點(diǎn)，<仁，G Cc為本體知 識(shí)結(jié)點(diǎn)i和J之間的關(guān)系屬性。
[0026] 當(dāng)兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)間直接關(guān)聯(lián)時(shí)，兩者之間的路徑可W表示為： ki, kj)=< ki, kj >，某中，< ki, kj >ECc'， 當(dāng)兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)間接關(guān)聯(lián)時(shí)，兩者之間的路徑可W表示為： 恥 ki, kn)二 <ki, h,---, kn>，其中 <ki, h〉，<k2, ks〉，…，<kn-i, kn>ECc'， 第=步:相似性評(píng)估。
[0027] 學(xué)習(xí)資源的相似性評(píng)估，從形式化上，多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽表現(xiàn)為學(xué)習(xí)資源模型的仁'分 量。兩個(gè)學(xué)習(xí)資源在多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽上的"重合"部分，即相同知識(shí)點(diǎn)，直接預(yù)示了學(xué)習(xí)資源之 間在內(nèi)容上的語義相似性，用集合Ke表示；另一方面，相同知識(shí)點(diǎn)的A?分量部分，則進(jìn)一步體 現(xiàn)了對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)資源的權(quán)重。
[0028] 依據(jù)上述討論，學(xué)習(xí)資源相似性計(jì)算公式如下： SinAri,r2)二 Simeiri,r2) * Weieiri,r2) 其中，況化(17,〇)￡[0，1]表示相同知識(shí)點(diǎn)的數(shù)目占總標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)數(shù)目的比例；/^立6 (17,〇) G [0，1]，表示相同知識(shí)點(diǎn)在總標(biāo)注資源中的綜合權(quán)重。
[0029] 第四步:相關(guān)性評(píng)估。
[0030] 學(xué)習(xí)資源的相關(guān)性評(píng)估，重點(diǎn)從資源間不同知識(shí)點(diǎn)間的語義相關(guān)度進(jìn)行計(jì)算。
[0031] 從形式化上，學(xué)習(xí)資源之間在上的"非重合"部分，實(shí)際也可能存在間接的語義 關(guān)系，運(yùn)種關(guān)系可通過教育領(lǐng)域知識(shí)本體庫(kù)進(jìn)行本體推理而計(jì)算出來，用集合估表示。
[0032] 學(xué)習(xí)資源本體庫(kù)中，學(xué)習(xí)資源之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，顯性給出了學(xué)習(xí)資源之間的關(guān)聯(lián) 性及其關(guān)聯(lián)的定量程度，可W用于學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度的衡量。
[0033] 本文將從資源間異同知識(shí)點(diǎn)在本體庫(kù)中保持直接關(guān)聯(lián)關(guān)系及間接關(guān)聯(lián)關(guān)系兩個(gè) 方面計(jì)算學(xué)習(xí)資源相關(guān)度，計(jì)算公式如下： Rel(ri,r2)二 Rel(Kdi而2) 其中，TfeJ體yj，估?;G [0，1]表示基于異同知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽的語義相關(guān)度。
[0034] 第五步:多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的相似度計(jì)算。
[0035] 相同知識(shí)點(diǎn)占總標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)比例的資源相似度計(jì)算如下：
其中，化1為資源打與O相問知識(shí)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，刃資源rj與1：?包曾所有知識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
[0036] 知識(shí)點(diǎn)對(duì)資源的權(quán)重，假設(shè)(片，片，)為標(biāo)注資源n與O相同知識(shí)點(diǎn)對(duì)，并且片在資 源n與O中的權(quán)重為(兒，兒），則資源中相同知識(shí)點(diǎn)的綜合權(quán)重相計(jì)算如下：
其中，ic/(載)表不資源n與O中相問知識(shí)點(diǎn)的編號(hào)。
[0037] 第六步:多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的知識(shí)點(diǎn)間相關(guān)度計(jì)算 多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的相關(guān)度，考察資源間異同知識(shí)點(diǎn)在知識(shí)點(diǎn)本體庫(kù)中的相關(guān)程度。
[003引對(duì)教育領(lǐng)域知識(shí)本體庫(kù)O及關(guān)系集巧日知識(shí)點(diǎn)集片知識(shí)點(diǎn)仁和仁相關(guān)度計(jì)算存在兩 種情況，分別為和仁存在直接關(guān)聯(lián)和存在間接關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)將兩種情況的計(jì)算方法總結(jié)如下， 其啼 WkiEKdi, kjEKeUKd2)w[kjEKd2, kiEKeUKdiVU (I)直接關(guān)聯(lián)，即$path(Cc,仁，仁') 當(dāng)知識(shí)點(diǎn)<仁，直接關(guān)聯(lián)，即$pa1:h(Cc，仁，Aj') 二, kj〉ECe;
)函數(shù)，片，Aj)描述在特定的關(guān)系條件 下，兩知識(shí)本體（主要是知識(shí)點(diǎn)）之間的關(guān)聯(lián)度。由于不同的關(guān)系的語義含義的差別，函數(shù) TfeJck，缸，仁?)的定義也會(huì)不同。
[0039] 首先定義#6(3足￡/(0函數(shù)如下： Me化 KlKCc，k) = {<k，ki'>\%path(Cc，k，ki) ；\m(Cc，ki)=Q；\<k, ki>ECc} 其中，0D(Cc，A)表示知識(shí)本體A的度。
[0040] 對(duì)于不同的語義關(guān)系，計(jì)算公式為：
公式中，湯為衰減系數(shù)。當(dāng)C分別為蘊(yùn)含、層次、兄弟、依賴關(guān)系時(shí)，參數(shù)湯取0.8、0.85、 0.9、0.95，W保證知識(shí)點(diǎn)間路徑擴(kuò)散到3條后，仍然有0.5、0.6、0.7、0.8 W上的相關(guān)度。
[0041 ] (2)間接關(guān)聯(lián)，即$path(仿，仁，Aj') 當(dāng)知識(shí)點(diǎn)仁，Aj'間接關(guān)聯(lián)；$path(Gc, Ai,仁')=< Ai，Aiw,...,Ai+。，Aiwj，...，Ajw, kj〉，英奪處i,ki+i〉，...，^ ki+ti, ki+ti+i〉，...，處ECcoiVd) 公式（10)中貨％知識(shí)本體最大路徑長(zhǎng)度，mJ'nU)為知識(shí)點(diǎn)Ai，仁在知識(shí)本體庫(kù)中的最短 路徑長(zhǎng)度。
[0042]第屯步:學(xué)習(xí)資源間相關(guān)度計(jì)算 對(duì)于多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽資源n和r?，通過映射知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)度到資源間的相關(guān)度，映射公 式如下：
其中，枯為僅在資源n或中標(biāo)注 的知識(shí)點(diǎn)集;函數(shù)dist()定義知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽心，W和心，的語義距離，用歐氏距離公式計(jì)算。 [00創(chuàng)兩個(gè)n維向量打化ll，kl2,…，kin)與n化21，k22,…，k2n)間的歐氏距離：
O
[0044] 因此本發(fā)明1、為了有效、準(zhǔn)確傳遞學(xué)習(xí)資源的知識(shí)蘊(yùn)含信息，往往需要對(duì)學(xué)習(xí)資 源進(jìn)行標(biāo)引，學(xué)習(xí)資源便具有了多標(biāo)簽屬性。本文提出了多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽的學(xué)習(xí)資源的概念。
[0045] 2、學(xué)習(xí)資源所蘊(yùn)含的知識(shí)點(diǎn)之間存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，此外，學(xué)習(xí)資源具有海量、獨(dú)立 和變化快等特點(diǎn)，無法從資源層面有效描述資源間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，因此，本文將學(xué)習(xí)資源的語 義建?？蚣芊譃閷W(xué)習(xí)資源層、語義描述層、教育本體層3個(gè)部分，并給出模型圖。具體從資源 層面有效描述資源間關(guān)聯(lián)關(guān)系。
[0046] 3、針對(duì)知識(shí)點(diǎn)間接、直接關(guān)聯(lián)時(shí)，給出路徑表示方法。
[0047] 4、從多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源自身特點(diǎn)出發(fā)，相似性計(jì)算重點(diǎn)考慮資源間包含相同知識(shí)點(diǎn) 的個(gè)數(shù)和相同知識(shí)點(diǎn)在兩個(gè)資源中的權(quán)重;相關(guān)度計(jì)算重點(diǎn)考慮資源間異同知識(shí)點(diǎn)間的關(guān) 耳關(guān)關(guān)系。
[0048] 5、面對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)，考察資源間異同知識(shí)點(diǎn)在知識(shí)點(diǎn)本體庫(kù)中的相關(guān)程度(包括 直接關(guān)聯(lián)和間接關(guān)聯(lián)）。
[0049] 6、面對(duì)不同學(xué)習(xí)資源，對(duì)多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽資源n和通過映射知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)度到資 源間的相關(guān)度，進(jìn)行學(xué)習(xí)資源間相關(guān)度計(jì)算。
[0050] 正確評(píng)估學(xué)習(xí)資源的關(guān)聯(lián)度，主要從資源的相似度和相關(guān)度入手，在實(shí)際應(yīng)用中 具有廣泛的應(yīng)用前景。本文在了解教育領(lǐng)域本體庫(kù)和學(xué)習(xí)資源本體描述模型的基礎(chǔ)下，面 向?qū)W習(xí)資源查詢與檢索、個(gè)性化推薦W及資源庫(kù)的更新維護(hù)等應(yīng)用場(chǎng)景，研究了學(xué)習(xí)資源 的多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)引形式，詳細(xì)分析了影響學(xué)習(xí)資源相似性和相關(guān)性的主要因素，提出了基于 多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽綜合評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)資源間的相似度和相關(guān)度的方法，并給出了相應(yīng)的定量計(jì)算公 式。運(yùn)些計(jì)算公式嚴(yán)格依據(jù)客觀數(shù)據(jù)進(jìn)行推理計(jì)算，從而使得計(jì)算的主觀性大大減少，提高 了計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0051] 其中，學(xué)習(xí)資源的標(biāo)注結(jié)果如下 學(xué)習(xí)資
部分教育領(lǐng)域的知識(shí)本體的關(guān)系屬性定義
W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度定量計(jì)算方法，其特征在于:其計(jì)算方法如下： 1) 明確學(xué)習(xí)資源的多標(biāo)簽屬性： 貝1J，其形式化描述為:友=[{(幻，A)，（ Λ?)，......，（女i, A')}，fc'在0] 其中:K i表示資源R包含的知識(shí)點(diǎn)i ; A i表示知識(shí)點(diǎn)i在資源R中的權(quán)重； 2) 學(xué)習(xí)資源的語義建模： 將學(xué)習(xí)資源的語義建?？蚣芊譃閷W(xué)習(xí)資源層、語義描述層、教育本體層； 其中，語義描述層對(duì)學(xué)習(xí)資源的語義信息進(jìn)行了描述，是對(duì)跨媒體形態(tài)的異構(gòu)學(xué)習(xí)資 源的抽象； 教育本體層描述了教育領(lǐng)域中固有的概念以及概念之間的關(guān)聯(lián)； 給定本體庫(kù)的關(guān)系集合αρ知識(shí)點(diǎn)集合a不失一般性，對(duì)任意關(guān)系c形成的有向無環(huán) 圖，可表示為&=U，Cc)，其中女1，權(quán)…，l/i/e偽本體知識(shí)結(jié)點(diǎn)，<fc·，為本體知識(shí) 結(jié)點(diǎn)i和J之間的關(guān)系屬性； 當(dāng)兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)間直接關(guān)聯(lián)時(shí)，兩者之間的路徑可以表示為： pathlCc, ki，kj)=〈 ki，kj >，其中，〈ki，kj ~>已 C。·， 當(dāng)兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)間接關(guān)聯(lián)時(shí)，兩者之間的路徑可以表示為： pathXGc，ki，kn) = <ki，k2，···，kn〉，實(shí)中<ki，k2>，<k2，k3>，…入 kn-i，kt^ECc·， 3) 相似性評(píng)估： 學(xué)習(xí)資源的相似性評(píng)估，從形式化上，多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽表現(xiàn)為學(xué)習(xí)資源模型的h分量，兩 個(gè)學(xué)習(xí)資源在多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽上的"重合"部分，即相同知識(shí)點(diǎn)，直接預(yù)示了學(xué)習(xí)資源之間在 內(nèi)容上的語義相似性，用集合Ke表示;另一方面，相同知識(shí)點(diǎn)的兒分量部分，則進(jìn)一步體現(xiàn)了 對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)資源的權(quán)重； 其中，學(xué)習(xí)資源相似性計(jì)算公式如下： Sim(n,r2) = Sime(ri,r2) * Weie(ri,r2) 其中，5?/^(η，e [〇，1 ]表示相同知識(shí)點(diǎn)的數(shù)目占總標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)數(shù)目的比例；；feie (ri，ri?) e [〇，1]，表示相同知識(shí)點(diǎn)在總標(biāo)注資源中的綜合權(quán)重； 4) 相關(guān)性評(píng)估： 將從資源間異同知識(shí)點(diǎn)在本體庫(kù)中保持直接關(guān)聯(lián)關(guān)系及間接關(guān)聯(lián)關(guān)系兩個(gè)方面計(jì)算 學(xué)習(xí)資源相關(guān)度，計(jì)算公式如下： Rel(ri，r2) = Rel(Kdi，Kd2) 其中，[〇, 1]表示基于異同知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽的語義相關(guān)度； 5) 多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的相似度計(jì)算： 相同知識(shí)點(diǎn)占總標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)比例的資源相似度計(jì)算如下：其中，i?Co u/3 ?為資源r 1與相同知識(shí)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，為資源ri與包含所有知 識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)； 知識(shí)點(diǎn)對(duì)資源的權(quán)重，假設(shè)(fc，fc，)為標(biāo)注資源?與β相同知識(shí)點(diǎn)對(duì)，并且幻在資源ri與 β中的權(quán)重為(兒，兒，)，則資源中相同知識(shí)點(diǎn)的綜合權(quán)重相計(jì)算如下：其中，ic/( A)表示資源D與β中相同知識(shí)點(diǎn)的編號(hào)； 6)多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的知識(shí)點(diǎn)間相關(guān)度計(jì)算： 多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源的相關(guān)度，考察資源間異同知識(shí)點(diǎn)在知識(shí)點(diǎn)本體庫(kù)中的相關(guān)程度； 對(duì)教育領(lǐng)域知識(shí)本體庫(kù)0及關(guān)系集_知識(shí)點(diǎn)集Α知識(shí)點(diǎn)MPb相關(guān)度計(jì)算存在兩種情 況，分別為h和b存在直接關(guān)聯(lián)和存在間接關(guān)聯(lián)； 7 )學(xué)習(xí)資源間相關(guān)度計(jì)算： 對(duì)于多知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽資源D和β，通過映射知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)度到資源間的相關(guān)度，映射公式 如下：其中Α為僅在資源?或r沖標(biāo)注的知識(shí)點(diǎn)集;函數(shù)dist()定義知識(shí)點(diǎn)標(biāo)簽和心^ 的語義距離，用歐氏距離公式計(jì)算； 兩個(gè)η維向量_T2(kii，ki2，…，kin)與(k2i，k22，…，k2n)間的歐氏距離：c/is2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多標(biāo)簽學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)度定量計(jì)算方法，其特征在于:步驟 6的直接關(guān)聯(lián)和間接關(guān)聯(lián)計(jì)算如下：其中{ Ui ^兄/1,幻(島· e幾β, h el U Kdl)}·. (1) 直接關(guān)聯(lián)，即$path(Cc，fc'，Aj') 當(dāng)知識(shí)點(diǎn)<fc'，島'>直接關(guān)聯(lián)，即$path(Cc，fc'，島')=〈fc，島'> ECc; TtWKfc·，D=島')）函數(shù)島')描述在特定的關(guān)系條件下， 兩知識(shí)本體之間的關(guān)聯(lián)度；由于不同的關(guān)系的語義含義的差別，函數(shù)幻)的定義 也會(huì)不同； 首先定義函數(shù)如下： Me taKU{ Cc,k) = { <k, ki> \ %path(Cc,k,ki) A〇O(Cc,ki)=0 A<k, ki? e Cc\ 其中，OD(G，幻表示知識(shí)本體礎(chǔ)勺度； 對(duì)于不同的語義關(guān)系，計(jì)算公式為：公式中，f為衰減系數(shù)； 當(dāng)c分別為蘊(yùn)含、層次、兄弟、依賴關(guān)系時(shí)，參數(shù)遂取0.8、0.85、0.9、0.95,以保證知識(shí)點(diǎn) 間路徑擴(kuò)散到3條后，仍然有0.5、0.6、0.7、0.8以上的相關(guān)度； (2) 間接關(guān)聯(lián)，即Spathl；^，^，^ 當(dāng)知識(shí)點(diǎn)Uj'間接關(guān)聯(lián);$path ((?c，Uj')=〈女i，fc'+i，…，女如，女如+2，…，Ajw，Aj'>，其中 ^ki, ki+iy, * * *, ^ki+n, ki+n+iy j * * * j ^kj-i, kjy ^Cc X 公式中沒為知識(shí)本體最大路徑長(zhǎng)度，《i/3( I)為知識(shí)點(diǎn)hh在知識(shí)本體庫(kù)中的最短路徑 長(zhǎng)度。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK105956144SQ201610314413
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】吳雷, 阮懷偉, 昌磊, 孫智驍
【申請(qǐng)人】安徽教育網(wǎng)絡(luò)出版有限公司