PUCRS Porto Alegre, 8 de Janeiro de 2003 Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações Luiz Augusto Sangoi Pizzato Dissertação de Mestrado Orientação:

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1 PUCRS Porto Alegre, 8 de Janeiro de 2003 Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações Luiz Augusto Sangoi Pizzato Dissertação de Mestrado Orientação: Vera Lúcia Strube de Lima

2 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 2/37 Introdução Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações Tesauro Recuperação de Informações (RI) Estrutura Multitesauro Método para validação da estrutura na RI Resultados obtidos

3 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 3/37 Tesauro? "É uma compilação ordenada de conceitos, com ênfase na associação entre eles, que serve, no campo da informação e da documentação, para indexação e recuperação em um dado domínio documentário" (Ruge, 1999) Caminhoneiro -> Caminhão, Motorista, Carga Cobra -> Animal, Réptil, Cobra Venenosa Computador -> Processador, CPU, Processamento

4 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 4/37 Relações Semânticas da ISO 2788 Relação de Equivalência Sinonímia, Quase-sinonímia, Equivalentes Lexicais Computação USE Informática Relações Hierárquicas Hiponímia (Narrower Term) Mamífero NT Leão Hiperonímia (Broader Term) Leão BT Mamífero Relações Associativas Termos Relacionados Passageiro RT Automóvel

5 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 5/37 Recuperação de Informações (RI)? Problema: Como encontrar os documentos que o usuário necessita? Pesquisa em base de documentos através de uma consulta de usuário Documentos Relevantes Documentos Encontrados

6 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 6/37 RI e Linguagem Natural Documentos e consultas estão em linguagem natural Linguagem Natural é bastante ambígua cachorr o cã o cachorr o canalh a

7 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 7/37 Expansão de consulta? A adição de termos a uma consulta de forma que o conjunto de documentos relevantes encontrados seja maior que o conjunto da consulta original. Documentos Relevantes Termo A Termo B Termo C

8 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 8/37 Multitesauro LDPUCRS Lista de descritores da Biblioteca Ir. José Otão – PUCRS; VCUSP Vocabulário Controlado da USP – Tesauro em CDROM; VCBS Vocabulário Controlado Básico do Senado; LTOCSS Tesauro construído automaticamente através do corpus do NILC da “Folha de São Paulo” do ano de 1994. Relações obtidas por cálculo de similaridade sintática através das técnicas descritas por Grefenstette (1994), adaptadas ao português por Gasperin (2001).

9 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 9/37 Características Tesauros LDPUCRS, VCUSP e VCBS: São facilmente convertidos para a uma estrutura baseada na ISO 2788; Apresentam informações que podem podem ser descartadas Scope Note (Notas de Escopo) são úteis para bibliotecários, mas não aparentam utilidade na RI automática Tesauro LTOCSS Como os significados das relações não são conhecidos, elas são associadas à relação RT da ISO 2788. As relações semânticas apresentam uma medida de similaridade entre os termos.

10 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 10/37 LTOCSS ISO 2788 Estrutura Multitesauro Inicial Utilize este termo quando for um aparelho com mídia em fita magnética.

11 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 11/37 Estrutura Multitesauro

12 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 12/37 Estrutura na RI Desenvolvimento de uma Heurística de Expansão de Consultas Utilizar a estrutura em uma aplicação de RI; Demonstrar que, através de uma estrutura padrão é possível a utilização conjunta de diferentes tesauros (multitesauro) por uma mesma aplicação.

13 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 13/37 É uma ferramenta de expansão de consulta (EC) que utiliza tesauros definidos de acordo com uma estrutura padrão. O nome QET é um acrônimo para Query Expansion Tool e a ferramenta teve seu desenvolvimento em Borland Kylix 2 - Open Edition sobre uma plataforma Linux. O que é o QET?

14 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 14/37 Heurística de Expansão de Consultas Acidentede Carro Automóvel UF(0.8) Relação Semântica com pesos em [0,1) Acidente de Trânsito RT(0.2) β = 0.8 β = 0.16 Direção Perigosa RT(0.2) β = 0.032 < σ ( 0.1 ) XXXXXXXXX

15 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 15/37 Heurística de Expansão de Consultas Acidentede Carro Automóvel UF(0.8) Acidente de Trânsito RT(0.2) β = 0.6 β = 0.16 NT(0.6) δ = 0.76 > λ ( 0.7 )

16 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 16/37 Medidas de avaliação Precisão: Abrangência: Medida-F: Corpus ac b Documentos Relevantes Documentos Recuperados

17 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 17/37 Testes em corpus Corpus do NILC de artigos diversos da folha de São Paulo do ano de 1994, com 1.323.700 palavras em 5093 artigos. Cada artigo corresponde a um arquivo diferente. Indexação e consulta aos arquivos realizada pela ferramenta ASPSeek, através de interface Web/CGI. Verificação manual de relevância. Geração semi-automática de estatísticas. Marcação de relevância para 13 assuntos. Validação

18 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 18/37 Abrangência

19 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 19/37 Precisão

20 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 20/37 Medida-F

21 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 21/37 Validação Médias das 13 consultas MédiasPrecisãoAbrangênciaMedida-F Consulta Normal0,44990,23890,3121 Consulta Expandida0,37780,50100,4307 -16,02%+109,71%+38,00%

22 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 22/37 Definição dos pesos para as relações Peso de RT altos diminuem a precisão Peso de BT elevado aumenta o recall mas reduz a precisão

23 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 23/37 Definição de λ

24 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 24/37 Utilização conjunta de tesauros

25 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 25/37 Validação na Internet Analisados os 50 primeiros documentos retornados pelo portal Alta Vista Brasil para 14 consultas nas formas originais e expandidas Observou-se duas medidas de relevância: Documentos Relevantes na RI e na WWW (DRRI e DRWWW)

26 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 26/37 Abrangência

27 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 27/37 Precisão

28 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 28/37 Medida-F

29 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 29/37 Médias na Internet Médias das 14 consultas Médias DRRIPrecisãoAbrangênciaMedida-F Consulta Normal0,86770,58360,6978 Consulta Expandida0,73870,53840,6228 -14,87%-7,75%-10,75% Médias DRWWWPrecisãoAbrangênciaMedida-F Consulta Normal0,77700,51810,6216 Consulta Expandida0,66000,48140,5567 -15,06%-7,08%-10,45%

30 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 30/37 Estimando a Abrangência na Internet Médias das 14 consultas MédiasRecuperadosPrecisãoAbrangência Estimada Medida-F Consulta Normal168640,86770,25770,3190 Consulta Expandida293190,73870,53840,6114 +73,85%-14,87%+108,90%+91,69% MédiasPrecisãoAbrangênciaMedida-F Consulta Normal 0,44990,23890,3121 Consulta Expandida 0,37780,50100,4307 -16,02%+109,71%+38,00%

31 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 31/37 Considerações sobre os resultados A estrutura tesaural desenvolvida possibilita a utilização conjunta de diferentes tipos de tesauros e demonstrou sua utilidade na RI através do método de expansão de consultas desenvolvido. O método de expansão apresenta bons resultados (F-Measure) e melhora a RI`em corpus estático. Descobrir melhores valores para os parâmetros da heurística é um trabalho árduo e deve ser realizado no futuro, para que melhores resultados possam ser obtidos. Testes na Internet demonstraram que, o acréscimo de termos em um portal de busca acarreta em uma degradação na precisão. Contudo, quando poucos resultados são obtidos na consulta original, sempre é válida a realização da expansão de consulta.

32 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 32/37 Trabalhos Relacionados Sintichakis & Constantopoulus (1997) apresentam um método de efetuar a junção de tesauros monolíngües; Robin & Ramalho (2001) realizam a expansão de consultas com as relações de sinonímia e hiperonímia da WordNet. Tudhope et al. (2001) propõem uma técnica para medir a distância semântica entre termos utilizando diferentes pesos para as diferentes relações semânticas. Mandala et al. (1999) utilizam a WordNet, junto ao tesauro de Roget e outros tesauros gerados automaticamente, na expansão de consultas.

33 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 33/37 Trabalhos publicados em eventos PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi; STRUBE DE LIMA, Vera Lúcia. Desenvolvimento e Avaliação de uma Estrutura Multitesauro para a Recuperação de Informações. In: XXVIII Conferencia Latinoamericana de Informática (CLEI 2002). Proceedings.... Montevideo, Uruguay.25-29 Novembro 2002. PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi; STRUBE DE LIMA, Vera Lúcia. Desenvolvimento e Avaliação de uma Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações In: XVI Brazilian Symposium on Artificial Intelligence (SBIA'02), I Workshop de Teses e Dissertações em Inteligência Artificial (WTDIA). Proceedings.... Porto de Galinhas, PE, Brazil. 11-14 Novembro 2002. PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi; STRUBE DE LIMA, Vera Lúcia. Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações. In: XIII Simpósio Brasileira em Informática na Educação (SBIE'02), Workshop de Ontologias (WONTO). Proceedings.... São Leopoldo, RS, Brazil. 12-14 Novembro 2002. PIZZATO, L. A. S., STRUBE DE LIMA, V.L.. Query Expansion based on Thesaurus Relations: Evaluation over Internet In: CICLing-2003, Computational Linguistics and Intelligent Text Processing, 2003, Cidade do México, México. Lecture Notes in Computer Science N 2588. Berlin, Alemanha: Springer-Verlag, 2003 (a ser publicado)

34 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 34/37 Trabalhos Futuros Indexação e recuperação de documentos no QET; Utilizar outros tipos de tesauros construídos automaticamente; Descobrir melhores valores para os parâmetros da heurística;

35 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 35/37 O desenvolvimento da estrutura multitesauro; A heurística utilizada na expansão de consulta implementada na ferramenta QET. Uma avaliação da utilização da estrutura na RI. Foco do estudo

36 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 36/37 Agradecimentos Mestrado foi financiado pelo convênio DELL/PUCRS Conselho Nacional de Pesquisa Científica Departamento Técnico do Sistema Integrado de Bibliotecas da USP Subsecretaria de Biblioteca do Senado Federal Biblioteca Ir. José Otão da PUCRS Núcleo Interinstitucional de Lingüística Computacional

37 PIZZATO, Luiz Augusto Sangoi - Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações - Dissertação de Mestrado Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, 8 de janeiro de 2003 37/37 GASPERIN, Caroline Varaschin. Extração automática de relações semânticas a partir de relações sintáticas. Dissertação de Mestrado. Faculdade de Informática da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. 2001. ISO 2788. International Organization for Standardization. ISO 2788: Guidelines for the establishment and development of monolingual thesauri. 2 nd ed. Geneva: ISO, 1986. MANDALA, Rila; TOKUNAGA, Takenobu; TANAKA, Hozumi. Complementing wordnet with roget's and corpus- based thesauri for information retrieval. In: 9th Conference Of The European Chapter Of The Association For Computational Linguistics (EACL'99), 1999. Proceedings.... 1999. p.94-101. MANDALA, Rila; TOKUNAGA, Takenobu; TANAKA, Hozumi. Combining multiple evidence from dierent types of thesaurus for query expansion. In: 22nd Annual International ACM SIGIR Conference On Research And Development In Information Retrieval, 1999. Proceedings.... ACM Press, 1999. p.191-197. ROBIN, J.; RAMALHO, F. S. Empirically evaluating WordNet-based query expansion in a web search engine setting. In: IR'2001, 2001,Oulu, Finland. Proceedings …. 2001. RUGE, G. Combining Corpus Linguistics and Human Memory Models for Automatic Term Association. In: STRZALKOWSKI, Tomek. Natural Language Information Retrieval. 1999. p75-98. SINTICHAKIS, Marios; CONSTANTOPOULOS, Panos. A method for monolingual thesauri merging. In: 20th International Conference On Research And Development In Information Retrieval, 1997. Proceedings.... 1997. p.129-138. TUDHOPE, Douglas; ALANI, Harith; JONES, Christopher. Augmenting thesaurus relationships: possibilities for retrieval. Journal of Digital Information, v.1, n.8, Fevereiro 2001. Referências

38 PUCRS Porto Alegre, 8 de Janeiro de 2003 Estrutura Multitesauro para Recuperação de Informações Luiz Augusto Sangoi Pizzatopizzato@inf.pucrs.br Dissertação de Mestrado Orientação: Vera Lúcia Strube de Lima