1 Efficient Phrase Querying with an Auxiliary Index (SIGIR) 2002 Trabalho realizado por: Trabalho realizado por: João Casteleiro Alves João Casteleiro.

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1 1 Efficient Phrase Querying with an Auxiliary Index (SIGIR) 2002 Trabalho realizado por: Trabalho realizado por: João Casteleiro Alves João Casteleiro Alves Instituto Superior Técnico Recuperação de Informação Prof. Dr. Pável Pereira Calado

2 2  Introdução Pré - Processamento da imagem Abordagem 1: Detecção de Contornos Abordagem 2: Extracção de Características Estrutura da apresentação  Propriedades das “queries”  Índices Invertidos  Índices “Nextword”  Abordagem combinada de avaliação de “queries”  Resultados experimentais  Conclusões

3 3  Procura de informação na Web é dependente de motores de busca. Introdução EficiênciaEficácia  Para fazer a busca de informação na Web é então necessário Download dos textos/informação Indexar o conteúdo Querie

4 4  Crescimento da Web (consequências) - Invisibilidade - Mapeamento dos indíces em relação conteúdo público indexável. Introdução  Dificuldades ao nivel das consultas (podem ser vagas)  As consultas são normalmente feitas através de simples palavras A 08-Jul-2006 o Google indexava cerca de 24.000.000.000 páginas

5 5  Para se fazer uma pesquisa por frases é então necessário os motores de busca possuirem métodos apropriados. - Índices invertidos - Índices “nextword” Introdução  Solução: - Pesquisa por frases Não é ambigua na definição do conceito

6 6  Devido às limitações apresentadas pelas soluções anteriores é assim proposta uma nova solução: - Combinação de índices invertidos e de índices “nextword”. Introdução  Os métodos de avaliação de frases “querie” podem no entanto requisitar muitos Mb, tornando o seu uso limitado. Soluções apresentadas: - Usar “stopping words” - Indexar frases directamente

7 7  Introdução Pré - Processamento da imagem Abordagem 1: Detecção de Contornos Abordagem 2: Extracção de Características Estrutura da apresentação  Propriedades das “queries”  Índices Invertidos  Índices “Nextword”  Abordagem de avaliação da query combinada  Resultados experimentais  Conclusões

8 8  De modo a estudar as caracteristicas das “queries” foi analisado um grande conjunto de registos de “queries”. - Foram usados dados do “Excite”  Após se retirar as “queries” de conteúdo obsceno, obtiveram-se 1,583,922 consultas. 132,576 ou 8,3% dizem respeito a frases “queries”. 5% contém uma palavra que não ocorre nos 21.9 Gb de dados usados 41% das “queries” que não são frases correspondem a uma frase nos 21.9Gb usados Propriedades das “queries”

9 9  Estudando apenas as frases “queries” verifica-se que, 11,103 ou 8.4% incluem uma das três palavras mais comuns no conjunto de dados.  14,4% das frases “queries” contêm uma das vinte palavras mais comuns. QUESTÃO: As palavras comuns são importantes ou não??? SIMNão Propriedades das “queries”

10 10  Posto isto, usar o método de “stopping” nas palavras comuns leva a um resultado imprevísivel. Propriedades das “queries”  Fazer o “stopping” das palavras comuns da query “tower of London” resulta em avaliar “tower --- London”.  Foram estudado os documentos encontrados para todas as “queries” com diferentes valores de “stopping” para as palavras comuns. - “Stopping” ás 3 palavras mais comuns - “Stopping” ás 20 palavras mais comuns - “Stopping” ás 254 palavras mais comuns 390 x 10^6 490 x 10^6 1693 x 10^6 Nem todas as correspondências são correctas

11 11  Introdução Pré - Processamento da imagem Abordagem 1: Detecção de Contornos Abordagem 2: Extracção de Características Estrutura da apresentação  Propriedades das “queries”  Índices Invertidos  Índices “Nextword”   Resultados experimentais  Conclusões Abordagem combinada de avaliação de “query”

12 12  Índices Invertidos Os índices invertidos são o método standard de suporte de “queries” em grandes bases de dados de texto.  Um índice invertido é uma estrutura de dois níveis: - O nível mais acima contém todos os índices dos termos da colecção (palavras pertencentes ao texto). - O nível mais baixo é um conjunto de listas de “postings”, uma por cada índice de termo.

13 13  Índices Invertidos Cada “posting” é assim composto por três elementos. - d é o identificador do documento que contém o termo t. - f d,t é a frequência de t em d. - o é o valor das posições em d em que t é observado.

14 14  Índices Invertidos Vocabulário de 5 palavras em que cada uma tem uma lista de “postings”.  É então aliciante aplicar um índice invertido na busca por um único termo.

15 15  Índices Invertidos QUESTÃO: Como funcionam os índices invertidos para frases (mais do que um termo) ??? A idéia é fazer multiplas pesquisas, procurando ocorrências sucessivas dos termos nos documentos. O primeiro termo é procurado, resultando uma lista temporária de documentos e posições do termo nos documentos O próximo termo é pesquisado na lista temporária, sendo retirados os documentos em que o termo não ocorre na posição na posição correcta. O processo repete-se até que o último termo seja encontrado ou que a lista temporária fique vazia.

16 16  Índices Invertidos Temos então um custo linear para o processo de busca e também para o custo do espaço.  A ordem de busca dos termos da frase é fundamental. - Devemos iniciar a busca pelo termo menos frequente (fazendo a pesquisa em ordem diferente da ordem de ocorrência dos termos na frase, mas nunca perdendo a sua posição inicial). - Minimizamos tempo e espaço, já que a lista temporária inicial terá o menor tamanho possível Iniciar uma pesquisa por um termo muito comum nos documentos pode levar a uma lista intratável.

17 17  Índices Invertidos Podem ser usadas diversas técnicas de optimização da consulta por frases com índices invertidos.  Uma optimização importante é o uso de técnicas de compressão.

18 18  Introdução Pré - Processamento da imagem Abordagem 1: Detecção de Contornos Abordagem 2: Extracção de Características Estrutura da apresentação  Propriedades das “queries”  Índices Invertidos  Índices “Nextword”   Resultados experimentais  Conclusões Abordagem combinada de avaliação de “query”

19 19  Os ficheiros invertidos permitem a avaliação de “queries” por frases, no entanto, as técnicas de indexação de frases orientadas são mais eficientes.  Uma dessas técnicas é conhecida como índices “nextword” Índices “Nextword”  Um índice “nextword” é uma estrutura de 3 niveis: - No primeiro nível temos as palavras do vocabulário, a que se chamam de “firstwords”. - No segundo nível temos o índice para a próxima palavra - No último nível, para cada “nextword” existe uma lista de “postings” das posições em que o par “firstword-nextword” ocorrem.

20 20 - Neste exemplo existem 2 “firstword”  “in” e “new”. - Existem algumas “nextword”  “all”, “new”, “age”, etc. - Para cada par “firstword-nextword” existe uma lista de postings. Índices “Nextword”

21 21  Facilmente se percebe que o tamanho das listas de “postings” para os índices “nextword” é normalmente pequeno. Índices “Nextword” A maioria dos pares não aparece frequentemente “boulder municipal employees credit union” “boulder”.”municipal”, “employess”.”credit” e ”credit”.”union” “boulder”.”municipal”, “municipal”.” employess” e ”credit”.”union” Qual o conjunto de pares que deve ser avaliado???

22 22  Método de escolha da ordem de avaliação dos pares - Se o número dos termos querie for par, a query consiste em n/2 pares dijuntos. - Se o número dos termos da querie for impar, a query consiste em n/2 pares conjuntos. Índices “Nextword” Exemplo: “The man who is”

23 23  O índice “nextword” obtido para a colecção de dados usada tinha o tamanho de 4487 Mb, muito maior que um índice invertido. Índices “Nextword”  O tempo de avaliação de “queries” reduziu significativamente (quando comparado com os índices invertidos).

24 24  Introdução Pré - Processamento da imagem Abordagem 1: Detecção de Contornos Abordagem 2: Extracção de Características Estrutura da apresentação  Propriedades das “queries”  Índices Invertidos  Índices “Nextword”   Resultados experimentais  Conclusões Abordagem combinada de avaliação de “query”

25 25  Abordagem de avaliação da query combinada Esta abordagem tenta obter o melhor dos dois métodos apresentados antes (listas ínvertidas e listas “nextword”). Objectivo: Manter a eficiência das consultas, diminuindo o tamanho dos índices gerados.  É então usado um esquema de “top frequency”. - Apenas as palavras mais comuns são usadas como índice “nextword”. - As restantes palavras são indexadas como um índice invertido.

26 26  Abordagem de avaliação da query combinada “historic” e “railroads” são processados tendo em conta o índice invertido. “historic railroads in new hampshire”  “in” e “new” são palavras comuns, logo o par “in”.”new” deve ser procurado nos índices “nextword”.  “new”.”hampshire” ou “hampshire”???

27 27  Introdução Pré - Processamento da imagem Abordagem 1: Detecção de Contornos Abordagem 2: Extracção de Características Estrutura da apresentação  Propriedades das “queries”  Índices Invertidos  Índices “Nextword”   Resultados experimentais  Conclusões Abordagem combinada de avaliação de “query”

28 28 Abordagem 1: Detecção de Contornos Resultados experimentais  Usar um índice “nextword” permite a avaliação de todas as frase “queries” de um modo rápido.  Verifica-se que se consegue obter tamanhos de índices de menores dimênsões. Índice combinado Índice “Nextword”  Os tempos obtidos pela abordagem combinada são os melhores.

29 29  Introdução Pré - Processamento da imagem Abordagem 1: Detecção de Contornos Abordagem 2: Extracção de Características Estrutura da apresentação  Propriedades das “queries”  Índices Invertidos  Índices “Nextword”   Resultados experimentais  Conclusões Abordagem combinada de avaliação de “query”

30 30  Foi proposto o uso de um índice auxiliar pequeno para frases “queries” de grandes coleccções de texto Conclusões  Todas as palavras estão indexadas num índice invertido, no entanto as mais comuns estão também num índice “nextword” (abordagem combinada).  Estes resultados demonstram ainda que não é necessário fazer “stopping” nas frases.  O custo dos índices de avaliação de frases foi substancialmente reduzido.  O sistema pode ser melhorado, especialmente na escolha de pares durante a avaliação da querie.

31 31 FIM