JP6712796B2 - Method and apparatus for learning between different language documents via image, cross-language document retrieval method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、言語横断文書検索に関するものである。 The present invention relates to cross-language document search.
言語横断文書検索ないし異言語間文書検索は、例えば日本語の文書を入力し、関連・類似する英語文書を検索する技術である。従来技術では、システムを学習させるために多大な量の対訳コーパス(例えば、日本語・英語両言語で書かれた文書セット)が必要であり、一般的にはこのようなデータの入手自体が困難であるため実現性に乏しかった。 Cross-language document search or cross-language document search is a technique for inputting a Japanese document and searching for related/similar English documents. In the conventional technology, a large amount of bilingual corpus (for example, a document set written in both Japanese and English) is required to train the system, and it is generally difficult to obtain such data. Therefore, it was not feasible.
具体的には、大量の文書を手作業で翻訳することは多大な労力を要する。また、Webからバイリンガルドキュメントをクローリングして、学習データとして用いることも考えられるが、ウェブ上の多くの文書は1つの言語に閉じられている。したがって、十分な量の多言語文書を収集することは簡単ではなく、特にマイナーな言語であればなおさらである。 Specifically, manually translating a large amount of documents requires a great deal of effort. It is also possible to crawl bilingual documents from the Web and use them as learning data, but many documents on the Web are closed in one language. Therefore, it is not easy to collect a sufficient amount of multilingual documents, especially in minor languages.
そこで、近年Web上に豊富に存在するマルチメディア情報、特に、文書と画像のペア、に着目した。異なる言語で記載された2つの文書が共に画像を含み、かつ、画像特徴が類似する場合、その文書に含まれるテキストも類似するであろうことが想定できる。また、画像は、母国語にかかわらず画像に含まれる意味内容を理解し得ることに加えて、どの国の文書にも画像が含まれ得ることからユニバーサルな表現であるという利点を有している。 Therefore, we paid attention to multimedia information that has been abundantly present on the Web in recent years, especially document and image pairs. If two documents written in different languages both contain images and the image features are similar, it can be assumed that the text contained in the documents will be similar. In addition to the fact that images can be included in documents of any country, in addition to being able to understand the meaning and content included in images regardless of their native language, images have the advantage of being a universal expression. ..
伝統的な画像認識における機械学習は自然言語処理の分野における機械学習に比べて非常に貧弱であった。しかしながら、近年はDeep Learning(深層学習)のブレークスルーによって画像認識の精度が人間のレベルに急速に近づいている(非特許文献12)。
本発明は、画像を間接的に利用した異言語文書間の学習方法及び装置を提案し、また、その学習モデルを用いて異言語間文書検索を行うことを目的とするものである。 An object of the present invention is to propose a method and apparatus for learning between different language documents that indirectly use images, and to perform a different language document search using the learning model.
本発明に係る画像を媒介した異言語文書間の学習法は、
第1言語文書と画像のペア群からなる第1訓練データセットを用意し、
第2言語文書と画像のペア群からなる第2訓練データセットを用意し、
第1訓練データセットにおいて、第1言語文書から第1特徴ベクトルを抽出し、画像から第2特徴ベクトルを抽出し、
第2訓練データセットにおいて、第2言語文書から第3特徴ベクトルを抽出し、画像から第2特徴ベクトルを抽出し、
第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルを用いて一般化正準相関分析を行うことで、第2特徴ベクトルを媒介として第1特徴ベクトルと第3特徴ベクトルのマッピングを行う、
ものである。
An image-mediated learning method between different language documents according to the present invention is
Prepare a first training data set consisting of a pair of first language documents and images,
Prepare a second training data set consisting of a pair of second language documents and images,
Extracting a first feature vector from the first language document and a second feature vector from the image in the first training data set;
In the second training data set, a third feature vector is extracted from the second language document, a second feature vector is extracted from the image,
By performing a generalized canonical correlation analysis using the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector, mapping of the first feature vector and the third feature vector is performed through the second feature vector.
It is a thing.
1つの態様では、第1特徴ベクトル及び第3特徴ベクトルは、Bag of wordsを用いて抽出される。
Bag of wordsは文書の特徴量を抽出するための一つの代表的な例示であって、これに限定されるものではない。
In one aspect, the first feature vector and the third feature vector are extracted using Bag of words.
Bag of words is one representative example for extracting the feature amount of a document, and is not limited to this.
1つの態様では、第2特徴ベクトルは、畳込みニューラルネットワークを用いて抽出される。
CNNとしては、AlexNetやCaffeNet、GoogLeNet、VGG netを例示することができる。
In one aspect, the second feature vector is extracted using a convolutional neural network.
Examples of CNN include AlexNet, CaffeNet, GoogLeNet and VGG net.
1つの態様では、第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルは、次元縮約手段によって次元縮約されている。
次元縮約手段としては、典型的には主成分分析(PCA)が例示される。
In one aspect, the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector are dimensionally reduced by the dimension reduction means.
A principal component analysis (PCA) is typically illustrated as a dimension reduction means.
1つの態様では、前記第1訓練データセットは、第1言語のWebからのクローリングによって取得したマルチメディアデータを含み、
前記第2訓練データセットは、第2言語のWebからのクローリングによって取得したマルチメディアデータを含む。
In one aspect, the first training data set includes multimedia data obtained by crawling from a web in a first language,
The second training data set includes multimedia data obtained by crawling from the second language web.
1つの態様では、さらに、第1言語文書と第2言語文書のペア群からなる第3訓練データセットを用意し、
第3訓練データセットにおいて、第1言語のテキストから第1特徴ベクトルを抽出し、第2言語のテキストから第3特徴ベクトルを抽出し、
前記一般化正準相関分析において、さらに、第3訓練データセットから抽出された第1特徴ベクトル及び第3特徴ベクトルを用いる。
この態様は、後述するFew-Shot学習に対応するものである。
In one aspect, further, a third training data set including a pair of first language document and second language document is prepared,
Extracting a first feature vector from the text of the first language and a third feature vector from the text of the second language in the third training data set;
In the generalized canonical correlation analysis, the first feature vector and the third feature vector extracted from the third training data set are further used.
This mode corresponds to the Few-Shot learning described later.
本発明に係る画像を媒介した異言語文書間の学習装置は、
第1言語文書と画像のペア群からなる第1訓練データセットと、
第2言語文書と画像のペア群からなる第2訓練データセットと、
第1言語文書から第1特徴ベクトルを抽出する第1特徴ベクトル抽出手段と、
画像から第2特徴ベクトルを抽出する第2特徴ベクトル抽出手段と、
第2言語文書から第3特徴ベクトルを抽出する第3特徴ベクトル抽出手段と、
一般化正準相関分析手段と、
を備え、
前記一般化正準相関分析手段が、第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルを用いて一般化正準相関分析を行うことで、第2特徴ベクトルを媒介として第1特徴ベクトルと第3特徴ベクトルのマッピングを行う、
ものである。
The learning device between different language documents mediated by images according to the present invention,
A first training data set consisting of a pair of first language documents and images;
A second training data set consisting of a pair of second language documents and images;
First feature vector extraction means for extracting a first feature vector from the first language document,
Second feature vector extraction means for extracting a second feature vector from the image,
Third feature vector extraction means for extracting a third feature vector from the second language document,
Generalized canonical correlation analysis means,
Equipped with
The generalized canonical correlation analysis means performs a generalized canonical correlation analysis using the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector, so that the second feature vector serves as a medium for the first feature vector and the first feature vector. Mapping the third feature vector,
It is a thing.
本発明に係る言語横断文書検索法は、上記異言語文書間の学習法によって得られた学習モデルを用いるものであり、
前記学習モデルにおいて、第1言語空間(「第1特徴ベクトル」の空間)から正準空間への第1射影係数、第2言語空間(「第3特徴ベクトル」の空間)から正準空間への第2射影係数が規定されており、
第1言語クエリ文書から第1特徴ベクトルを抽出し、
抽出された第1特徴ベクトルを、第1射影係数を用いて正準空間に射影して第1射影特徴ベクトルを取得し、
第2言語ターゲット文書候補から第3特徴ベクトルを抽出し、
抽出された第3特徴ベクトルを、第2射影係数を用いて正準空間に射影して第3射影特徴ベクトルを取得し、
第1射影特徴ベクトルと第3射影特徴ベクトル間の類似度を用いてターゲット文書を決定する、ものである。
The cross-language document search method according to the present invention uses a learning model obtained by the learning method between different language documents,
In the learning model, the first projection coefficient from the first linguistic space (the space of the "first feature vector") to the canonical space, and the second projection space from the second linguistic space (the space of the "third feature vector") to the canonical space The second projection coefficient is specified,
Extracting a first feature vector from the first language query document,
The extracted first feature vector is projected onto the canonical space using the first projection coefficient to obtain the first projected feature vector,
Extracting a third feature vector from the second language target document candidate,
The extracted third feature vector is projected onto the canonical space using the second projection coefficient to obtain the third projected feature vector,
The target document is determined using the similarity between the first projected feature vector and the third projected feature vector.
本発明に係る言語横断文書検索装置は、上記異言語文書間の学習法によって得られた学習モデルを用いるものであり、
前記学習モデルにおいて、第1言語空間から正準空間への第1射影係数、第2言語空間から正準空間への第2射影係数が規定されており、
第1言語クエリ文書から第1特徴ベクトルを抽出する手段と、
抽出された第1特徴ベクトルを、第1射影係数を用いて正準空間に射影して第1射影特徴ベクトルを取得する手段と、
第2言語ターゲット文書候補から第3特徴ベクトルを抽出する手段と、
抽出された第3特徴ベクトルを、第2射影係数を用いて正準空間に射影して第3射影特徴ベクトルを取得する手段と、
第1射影特徴ベクトルと第3射影特徴ベクトル間の類似度を用いてターゲット文書を決定する手段と、
を備えている。
A cross-language document search device according to the present invention uses a learning model obtained by a learning method between the different language documents,
In the learning model, a first projection coefficient from the first language space to the canonical space and a second projection coefficient from the second language space to the canonical space are defined,
Means for extracting a first feature vector from the first language query document;
A means for projecting the extracted first feature vector on a canonical space using a first projection coefficient to obtain a first projected feature vector;
Means for extracting a third feature vector from the second language target document candidate,
A means for projecting the extracted third feature vector on a canonical space using a second projection coefficient to obtain a third projected feature vector;
Means for determining a target document using the similarity between the first projected feature vector and the third projected feature vector;
Is equipped with.
本発明では、異言語文書間の学習において、画像を媒介させることで対訳コーパスが存在しない場合にも学習が可能となった(Zero-shot学習)。
本発明では、異言語文書間の学習において、画像を媒介させることで対訳コーパスが少ない場合にも学習が可能となった(Few-shot学習)。
In the present invention, in learning between different language documents, it is possible to perform learning even when there is no parallel translation corpus by interposing images (Zero-shot learning).
In the present invention, in learning between different language documents, it is possible to perform learning even when the bilingual corpus is small by mediating images (Few-shot learning).
異言語文書間の学習において、英語などの文書をハブとして用いることで学習を可能とする研究(非特許文献4)においても、対訳コーパスが必要となり、
2つの言語にまたがった情報が必要である。
これに対して、本発明では、マルチメディア情報が付随している(図1参照)ことを前提として、一つの言語に閉じた情報のみで学習ができる点に特徴がある。
画像はユニバーサルな表現であるがゆえに、各言語ごとの文書(一つの言語に閉じた文書)に含まれおり、学習の際に橋(媒介)となる役割を果たす。
A bilingual corpus is required even in a study (Non-Patent Document 4) that enables learning by using documents such as English as a hub in learning between different language documents.
Information is needed across two languages.
On the other hand, the present invention is characterized in that learning can be performed only with information closed in one language on the assumption that multimedia information is attached (see FIG. 1).
Since images are universal expressions, they are included in documents for each language (documents closed in one language), and they serve as a bridge (mediation) during learning.
本発明は、近年web上に豊富に存在するマルチメディア情報に着目し、画像を間接的に利用した学習法を用いることで、近年の画像認識技術のブレークスルーと相俟って、一切の対訳コーパスなしに(あるいは、少しの対訳コーパスを用いて)異言語間文書検索を実現する。 The present invention focuses on multimedia information that has been abundant on the web in recent years, and uses a learning method that indirectly uses images, in combination with recent breakthroughs in image recognition technology Implement cross-language document retrieval without a corpus (or with a few bilingual corpora).
[A]画像媒介学習システムの概要
図3を参照しつつ、本発明に係る画像媒介学習システムの概要を説明する。
[A-1]学習に用いるデータ
まず、第1訓練データセットと第2訓練データセットを用意する。第1訓練データセットは、第1言語文書と画像のペア群からなる。第2訓練データセットは、第2言語文書と画像のペア群からなる。後述する実験例では、第1言語、第2言語として、日本語、英語を使用したが、第1言語、第2言語は、任意の異言語から選択され得る。1つの態様では、第1訓練データセットに含まれる画像と第2訓練データセットに含まれる画像には、全く違う画像が用いられ、一切オーバーラップが生じないようになっている。なお、同じ画像が含まれていることを排除するものではない。
[A] Outline of Image-Mediated Learning System An outline of the image-mediated learning system according to the present invention will be described with reference to FIG.
[A-1] Data used for learning First, a first training data set and a second training data set are prepared. The first training data set consists of a pair of first language documents and images. The second training data set consists of a pair of second language documents and images. In the experimental example described later, Japanese and English were used as the first language and the second language, but the first language and the second language can be selected from arbitrary different languages. In one aspect, the images included in the first training data set and the images included in the second training data set are completely different images so that no overlap occurs. In addition, it does not exclude that the same image is included.
第1訓練データセットにおいて、第1言語文書から第1特徴ベクトルを抽出し、画像から第2特徴ベクトルを抽出する。第2訓練データセットにおいて、第2言語文書から第3特徴ベクトルを抽出し、画像から第2特徴ベクトルを抽出する。これらの特徴ベクトルを用いて学習が行われる。なお、画像から抽出した特徴ベクトルを総称して第2特徴ベクトルとしているが、第1訓練データセットから得られる第2特徴ベクトルと、 第2訓練データセットから得られる第2特徴ベクトルと、は異なる。 In the first training data set, the first feature vector is extracted from the first language document and the second feature vector is extracted from the image. In the second training data set, the third feature vector is extracted from the second language document and the second feature vector is extracted from the image. Learning is performed using these feature vectors. The feature vectors extracted from the image are collectively referred to as the second feature vector, but the second feature vector obtained from the first training data set and the second feature vector obtained from the second training data set are different. ..
後述する実施例では、UIUC Pascal Sentence Dataset (非特許文献19)を用いたが、訓練データセットのソースとしては様々なデータが考えられる。1つの態様では、前記第1訓練データセットは、第1言語のWebからのクローリングによって取得したマルチメディアデータを含み、前記第2訓練データセットは、第2言語のWebからのクローリングによって取得したマルチメディアデータを含む。Twitter等のSNS、ニュース記事、ブログ 記事などはマルチメディアデータが付与されているデータが豊富にあり、クローリングによって取得できる。また、訓練データセットはWebから取得したデータに限定されない。例えば、写真等の画像と文書を含む紙媒体(書籍、広告チラシ)をスキャンして、画像データと文書データのペアを取得してもよい。あるいは、テレビ番組の映像と字幕からテキストとマルチメディアのペアを取得してもよい。 Although the UIUC Pascal Sentence Dataset (Non-Patent Document 19) was used in Examples described later, various data can be considered as a source of the training data set. In one aspect, the first training data set includes multimedia data obtained by crawling from a first language web and the second training data set is multimedia data obtained by crawling from a second language web. Contains media data. SNS such as Twitter, news articles, blog articles, etc. are rich in multimedia data and can be obtained by crawling. Moreover, the training data set is not limited to the data acquired from the Web. For example, a paper medium (book, advertisement leaflet) including an image such as a photograph and a document may be scanned to obtain a pair of image data and document data. Alternatively, a text/multimedia pair may be obtained from the video and subtitles of a television program.
[A-2]テキスト特徴の抽出
1つの態様では、第1特徴ベクトル及び第3特徴ベクトルは、Bag of words(BoW)を用いて抽出される。BoWは文書の特徴量を抽出するための一つの代表的な例示であって、BoW以外の非限定的な手法として、以下の手法が例示される。
TF-IDF特徴;
Word2vecによって得られた単語ベクトルを用いて文書における単語分すべて足し合わせて平均を取るなどの方法;
Paragraph2vecから得られた文書ベクトル;
N-gram言語モデルによる特徴;
BoWをLSI(Latent Semantic Indexing, LSA: Latent Semantic Analysisともいわれる)を使って次元削減したもの;
BoWをLDA(Latent Dirichlet Allocation)によって次元削減したもの。
[A-2] Extraction of Text Feature In one aspect, the first feature vector and the third feature vector are extracted using Bag of words (BoW). BoW is one typical example for extracting the feature amount of a document, and the following methods are exemplified as non-limiting methods other than BoW.
TF-IDF features;
Using the word vector obtained by Word2vec, adding all the words in the document and taking the average;
Document vector obtained from Paragraph2vec;
Features by N-gram language model;
BoW reduced dimensionally using LSI (Latent Semantic Indexing, LSA: also called Latent Semantic Analysis);
BoW is dimensionally reduced by LDA (Latent Dirichlet Allocation).
[A-3]画像特徴の抽出
1つの態様では、第2特徴ベクトルは、畳込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて抽出される。畳込みニューラルネットワーク(CNN)は、画像認識として最も成功している深層学習である(非特許文献12〜17)。CNNとしては、AlexNetやCaffeNet、GoogLeNet、VGG netを例示することができる。CNNは設計者によって様々な構造がある。CNNは学習をするときに正しく分類が行われるようにそれぞれの層を結合する重みを更新していく。つまり、学習済みニューラルネットワークは重みが定まっており、このニューラルネットワークに画像を入力するとそれぞれの重みを元に活性化関数の値が計算される。その結果を特徴量として使う。複数の層のどの層の値を使うかについては限定されない。ネットワークの最終層に近いあたりの層が一般的に良い特徴が得られると考えられるが、実験等において最良の層を選択し得ることが当業者に理解される。なお、本発明に用いられ得る第2特徴ベクトルとして、CNN以外の特徴量を排除するものではなく、例えば、フィッシャーベクトル、Bag of Features(Bag of Visual Words)等も含む。
[A-3] Image Feature Extraction In one aspect, the second feature vector is extracted using a convolutional neural network (CNN). The convolutional neural network (CNN) is the most successful deep learning as image recognition (Non Patent Literatures 12 to 17). Examples of CNN include AlexNet, CaffeNet, GoogLeNet, and VGG net. CNN has various structures depending on the designer. CNN updates the weights that connect each layer so that classification is performed correctly when learning. That is, the learned neural network has fixed weights, and when an image is input to this neural network, the value of the activation function is calculated based on each weight. The result is used as a feature quantity. There is no limitation on which layer value of the plurality of layers is used. Those skilled in the art will understand that the layer near the final layer of the network is generally considered to give good characteristics, but the best layer can be selected by experiments and the like. It should be noted that the second feature vector that can be used in the present invention does not exclude the feature amount other than the CNN, and includes, for example, Fisher vector, Bag of Features (Bag of Visual Words), and the like.
[A-4]特徴ベクトルの次元縮約
1つの態様では、第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルを、次元縮約手段によって次元縮約してもよい。各特徴ベクトルの次元縮約は任意であるが、計算時間を考慮すると、データの規模が大きい場合には、次元縮約を行うことが望ましい。次元縮約手段としては、典型的には主成分分析(PCA)が例示されるが、独立成分分析(ICA)、LDAやLSIを用いてもよい。
[A-4] Dimension Reduction of Feature Vector In one aspect, the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector may be dimensionally reduced by the dimension reduction means. The dimension reduction of each feature vector is arbitrary, but considering the calculation time, it is desirable to reduce the dimension when the scale of data is large. A principal component analysis (PCA) is typically exemplified as the dimension reduction means, but an independent component analysis (ICA), LDA, or LSI may be used.
[A-5]一般化正準相関分析(GCCA)
一般化正準相関分析は、2つの変数群を扱う正準相関分析を、3つ以上の変数群を扱うように一般化したものであり、複数のモダリティ間の相関の和を最大にするようにデータをマッピングすることができる。第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルを用いて一般化正準相関分析を行うことで、第2特徴ベクトルを媒介として第1特徴ベクトルと第3特徴ベクトルのマッピングを行う。
[A-5] Generalized canonical correlation analysis (GCCA)
The generalized canonical correlation analysis is a generalization of the canonical correlation analysis that handles two variable groups to handle three or more variable groups and maximizes the sum of correlations between multiple modalities. Data can be mapped to. By performing the generalized canonical correlation analysis using the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector, the first feature vector and the third feature vector are mapped through the second feature vector.
2つの変数群を扱う正準相関分析(CCA)を用いた学習やCLDRへの応用は知られている(非特許文献5〜11)。GCCAは、m個(本実施形態では、m=3)のモダリティ用の一般化CCAである。 Learning using canonical correlation analysis (CCA) that handles two variable groups and application to CLDR are known (Non-Patent Documents 5 to 11). The GCCA is a generalized CCA for m (m=3 in this embodiment) modalities.
GCCAの代表的な例には、非特許文献1(Carroll)、非特許文献2(Kettenring)、非特許文献3(Velden et al)、非特許文献4(Rupnik et al)に記載されたものが知られている。非特許文献4では、非特許文献2の手法(部分的に非特許文献1にも言及)が採用されている。後述する実験では、非特許文献2のGCCAを採用したが、本発明を実現するために他のGCCAを採用し得ることが当業者に理解される。 Representative examples of GCCA include those described in Non-Patent Document 1 (Carroll), Non-Patent Document 2 (Kettenring), Non-Patent Document 3 (Velden et al), and Non-Patent Document 4 (Rupnik et al). Are known. In Non-Patent Document 4, the method of Non-Patent Document 2 (also partially referred to in Non-Patent Document 1) is adopted. In the experiment described below, the GCCA of Non-Patent Document 2 was adopted, but it is understood by those skilled in the art that other GCCA may be adopted to realize the present invention.
[A-6] 画像媒介型異言語間学習モデル
GCCAによって第1言語空間から正準空間への第1射影係数、第2言語空間から正準空間への第2射影係数が決定される。すなわち、異言語文書間の学習法によって得られた学習モデルにおいて、第1言語空間から正準空間への第1射影係数、第2言語空間から正準空間への第2射影係数が規定されている。第1言語文書から抽出された第1特徴ベクトルは、第1射影係数によって、第1射影特徴ベクトルに変換される。第2言語文書から抽出された第3特徴ベクトルは、第2射影係数によって、第3射影特徴ベクトルに変換される。第1射影特徴ベクトルと第3射影特徴ベクトルは、いわば共通空間ないしジョイント空間である正準空間(広義には、「潜在空間」)において対比させることができる。
[A-6] Image-mediated interlingual learning model
The GCCA determines the first projection coefficient from the first language space to the canonical space and the second projection coefficient from the second language space to the canonical space. That is, in the learning model obtained by the learning method between different language documents, the first projection coefficient from the first language space to the canonical space and the second projection coefficient from the second language space to the canonical space are defined. There is. The first feature vector extracted from the first language document is converted into the first projective feature vector by the first projective coefficient. The third feature vector extracted from the second language document is converted into the third projective feature vector by the second projective coefficient. The first projective feature vector and the third projective feature vector can be compared in a canonical space (broadly speaking, “latent space”) which is a common space or a joint space.
[A-7]Few-Shot学習
本発明の一つの理想的な形は、一切の対訳コーパスなしに異言語間文書検索を実現するためのZero-Shot学習であるが、少量の対訳コーパスを用いたFew-Shot学習を実行してもよい。この場合、第1言語文書と第2言語文書のペア群からなる第3訓練データセットを用意し、第3訓練データセットにおいて、第1言語のテキストから第1特徴ベクトルを抽出し、第2言語のテキストから第3特徴ベクトルを抽出し、前記一般化正準相関分析において、さらに、第3訓練データセットから抽出された第1特徴ベクトル及び第3特徴ベクトルが用いられる。
[A-7] Few-Shot Learning One ideal form of the present invention is Zero-Shot learning for realizing cross-language document retrieval without any bilingual corpus, but a small amount of bilingual corpus is used. You may perform the Few-Shot learning that you did. In this case, a third training data set consisting of a pair of first language document and second language document is prepared, and the first feature vector is extracted from the text of the first language in the third training data set, and the second language data is extracted. The third feature vector is extracted from the text, and the first feature vector and the third feature vector extracted from the third training data set are further used in the generalized canonical correlation analysis.
[A-8]ハードウェア構成
本発明に係る学習システムは、一つあるいは複数のコンピュータから構成されており、当該コンピュータは、ハードウェアとしての処理手段(CPU等)、記憶手段(ハードディスク、RAM、ROM等)、入力手段、出力手段ないし表示手段、ソフトウエアとしてのコンピュータを動作させる制御プログラム等を備えている。第1言語文書と画像のペア群からなる第1訓練データセット、第2言語文書と画像のペア群からなる第2訓練データセットは、記憶手段に格納されている。テキストデータから特徴を抽出する手段、画像データから特徴を抽出する手段は、処理手段から構成される。第1言語文書から抽出された第1特徴ベクトル、画像から抽出された第2特徴ベクトル、第2言語文書から抽出された第3特徴ベクトルは、記憶手段に格納される。一般化正準相関分析は、第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルを用いて、処理手段により実行され、一般化正準相関分析を行うことで、第2特徴ベクトルを媒介として第1特徴ベクトルと第3特徴ベクトルのマッピングが行われる。具体的には、第1言語空間から正準空間への第1射影係数、第2言語空間から正準空間への第2射影係数が算出され、この射影係数は記憶手段に記憶される。
[A-8] Hardware Configuration The learning system according to the present invention is configured by one or a plurality of computers, and the computer includes a processing unit (CPU or the like) as a hardware, a storage unit (a hard disk, a RAM, ROM, etc.), input means, output means or display means, control programs for operating a computer as software, and the like. A first training data set including a first language document/image pair group and a second training data set including a second language document/image pair group are stored in the storage means. The means for extracting the features from the text data and the means for extracting the features from the image data are composed of processing means. The first feature vector extracted from the first language document, the second feature vector extracted from the image, and the third feature vector extracted from the second language document are stored in the storage means. The generalized canonical correlation analysis is executed by the processing means using the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector, and the generalized canonical correlation analysis is performed by using the second feature vector as a medium. Mapping of the first feature vector and the third feature vector is performed. Specifically, the first projection coefficient from the first linguistic space to the canonical space and the second projection coefficient from the second linguistic space to the canonical space are calculated, and the projection coefficient is stored in the storage means.
[B]言語横断文書検索システムの概要
図4を参照しつつ、本発明に係る言語横断文書検索システムの概要を説明する。
[B-1]画像媒介型異言語間学習モデル
異言語文書間の学習法によって得られた学習モデルにおいて、第1言語空間から正準空間への第1射影係数、第2言語空間から正準空間への第2射影係数が規定されている。第1言語文書から抽出された第1特徴ベクトルは、第1射影係数によって、第1射影特徴ベクトルに変換される。第2言語文書から抽出された第3特徴ベクトルは、第2射影係数によって、第3射影特徴ベクトルに変換される。第1射影特徴ベクトルと第3射影特徴ベクトルの類似度から、第1言語文書と第2言語文書の類似度を推定することができる。
[B] Outline of Cross-Language Document Search System An outline of the cross-language document search system according to the present invention will be described with reference to FIG.
[B-1] Image-mediated interlingual learning model In the learning model obtained by the learning method between different language documents, the first projection coefficient from the first language space to the canonical space, and the second language space to the canonical space The second projection coefficient to space is specified. The first feature vector extracted from the first language document is converted into the first projective feature vector by the first projective coefficient. The third feature vector extracted from the second language document is converted into the third projective feature vector by the second projective coefficient. The similarity between the first language document and the second language document can be estimated from the similarity between the first projected feature vector and the third projected feature vector.
[B-2]検索
第1言語クエリ文書が検索システムに入力されると、入力されたテキストデータから第1特徴ベクトルが抽出される。抽出された第1特徴ベクトルを、第1射影係数を用いて正準空間に射影して第1射影特徴ベクトルを取得する。
[B-2] Search When the first language query document is input to the search system, the first feature vector is extracted from the input text data. The extracted first feature vector is projected onto the canonical space using the first projection coefficient to obtain the first projected feature vector.
一方、第2言語ターゲット文書候補から第3特徴ベクトルを抽出し、抽出された第3特徴ベクトルを、第2射影係数を用いて正準空間に射影して第3射影特徴ベクトルを取得する。なお、各第2言語文書に対応した第3射影特徴ベクトルが予め抽出されて記憶部に格納されており、予め記憶されている第3射影特徴ベクトルを用いて、次に述べる類似度を計算してもよい。 On the other hand, a third feature vector is extracted from the second language target document candidate, and the extracted third feature vector is projected onto the canonical space using the second projection coefficient to obtain the third projected feature vector. The third projection feature vector corresponding to each second language document is extracted in advance and stored in the storage unit, and the similarity described below is calculated using the prestored third projection feature vector. May be.
第1射影特徴ベクトルと第2射影特徴ベクトル間の類似度を用いてターゲット文書を決定する。類似度は、典型的にはベクトル間の距離によって表され、ユーグリッド距離、マハラノビス距離、マンハッタン距離が例示される。また、類似度として、コサイン類似度を用いてもよい。典型的には、最も類似度が大きい候補を第2言語ターゲット文書として出力する。あるいは、類似度が大きい複数の候補を第2言語ターゲット文書として出力してもよく、類似度に応じてランク付けして表示してもよい。 The target document is determined using the similarity between the first projected feature vector and the second projected feature vector. The degree of similarity is typically represented by the distance between vectors, and examples thereof include Eugrid distance, Mahalanobis distance, and Manhattan distance. Further, the cosine similarity may be used as the similarity. Typically, the candidate with the highest degree of similarity is output as the second language target document. Alternatively, a plurality of candidates having a high degree of similarity may be output as the second language target document, and may be ranked and displayed according to the degree of similarity.
第2言語ターゲット文書候補をどのように設定するかについては、特に限定されない。1つの態様では、第1言語クエリ文書が入力された時点で入手可能な全ての第2言語文書が候補となる。例えば、第2言語のWebからのクローリングによって取得した全てのデータを対象としてもよい。 How to set the second language target document candidate is not particularly limited. In one aspect, all second language documents available at the time the first language query document is entered are candidates. For example, all data acquired by crawling from the second language web may be targeted.
[B-3]ハードウェア構成
本発明に係る検索システムは、一つあるいは複数のコンピュータから構成されており、当該コンピュータは、ハードウェアとしての処理手段(CPU等)、記憶手段(ハードディスク、RAM、ROM等)、入力手段、出力手段ないし表示手段、ソフトウエアとしてのコンピュータを動作させる制御プログラム等を備えている。ユーザ端末も、一つあるいは複数のコンピュータから構成されており、当該コンピュータは、処理手段、記憶手段、入力手段、出力手段ないし表示手段、コンピュータを動作させる制御プログラム等を備えている。
[B-3] Hardware Configuration The search system according to the present invention is configured by one or a plurality of computers, and the computer includes processing means (CPU etc.) as hardware, storage means (hard disk, RAM, ROM, etc.), input means, output means or display means, control programs for operating a computer as software, and the like. The user terminal is also composed of one or a plurality of computers, and the computer is provided with processing means, storage means, input means, output means or display means, control programs for operating the computer, and the like.
検索システムとユーザ端末は、インターネットに代表されるコンピュータネットワークを介して相互に情報のやり取りを可能とする送受信手段を備えており、インターネットに代表されるコンピュータネットワークを介して互いに通信可能に接続されている。検索システムは、インターネットに代表されるコンピュータネットワークを介して既存の検索エンジンに接続されている。ユーザ端末の画面には、例えば、クエリ画面が表示され、ユーザ端末の入力手段から第1言語のテキストデータを入力し、検索クエリとして検索システムへ送信する。なお、テキストデータ入力に代えてドキュメントのアップロードでもよく、また、検索システム側で自動的に似た文章を抽出して推薦したりする推薦システム等の場合にはユーザ側のインタラクションはなく、検索結果がユーザ端末に表示される。1つの態様では、複数の第2言語が選択可能となっており、1つあるいは複数の第2言語を指定する。検索システムでは、検索クエリに基づいて第2言語ターゲット文書候補との類似度を計算し、検索結果をユーザ端末から閲覧可能とする。 The search system and the user terminal are equipped with a transmission/reception means capable of exchanging information with each other via a computer network typified by the Internet, and are communicably connected to each other via a computer network typified by the Internet. There is. The search system is connected to an existing search engine via a computer network represented by the Internet. For example, a query screen is displayed on the screen of the user terminal, and the text data in the first language is input from the input means of the user terminal and transmitted as a search query to the search system. Note that you may upload documents instead of entering text data, and in the case of a recommendation system that automatically extracts and recommends similar sentences on the search system side, there is no interaction on the user side and the search result Is displayed on the user terminal. In one aspect, a plurality of second languages can be selected, and one or a plurality of second languages is designated. In the search system, the degree of similarity with the second language target document candidate is calculated based on the search query, and the search result can be browsed from the user terminal.
[C]実施例
[C-1]使用するデータ
本実施例において、表1に示す異データディビジョンを用いる。
[train-E/I]: 英語テキストと画像のペアからなる学習ドキュメント
[train-I/J]: 日本語テキストと画像のペアからなる学習ドキュメント
[train-E/J]: 英語テキストと日本語テキストのペアからなる学習ドキュメント
[test-E/J]: 英語テキストと日本語テキストのペアからなるテストドキュメント
[C-1] Data Used In this embodiment, the different data divisions shown in Table 1 are used.
[train-E/I]: A learning document consisting of English text and image pairs
[train-I/J]: A learning document consisting of Japanese text and image pairs
[train-E/J]: A learning document consisting of English and Japanese text pairs
[test-E/J]: A test document consisting of a pair of English text and Japanese text
表1に示すように、各ディビジョンの各モダリティにはIDが定義されている。例えば、E1は、[train-E/I]ディビジョンにおける英文の特徴を表す。パラレルコーポラに基づく典型的なCLDRは、学習データとして[train-E/J]のみを用い、[test-E/J]を用いて評価を行う。本実験に係る[train-E/J]データを用いないZero-Shot学習シナリオでは、[train-E/I]と[train-I/J] のみを学習データとして用いる。Few-Shot学習シナリオでは、少しの[train-E/J]サンプルを用いる。本明細書において、これらの学習を合わせて画像媒介学習と呼ぶ。 As shown in Table 1, an ID is defined for each modality of each division. For example, E1 represents an English feature in the [train-E/I] division. A typical CLDR based on the parallel corpora uses only [train-E/J] as training data and evaluates it using [test-E/J]. In the Zero-Shot learning scenario that does not use the [train-E/J] data in this experiment, only [train-E/I] and [train-I/J] are used as learning data. A few [train-E/J] samples are used in the Few-Shot learning scenario. In this specification, these learnings are collectively referred to as image-mediated learning.
[C-2]システムの概要図
実施例に係るシステムの概要図を図5に示す。英語、画像、日本語の3つの特徴量を用いて学習を行う。学習においては、英語テキストから第1特徴ベクトルを抽出し、画像から第2特徴ベクトルを抽出し、日本語から第3特徴ベクトルを抽出し、得られた特徴を主成分分析(PCA)によって次元縮約し、縮約された特徴をGCCAによって学習させる。
[C-2] Schematic diagram of system A schematic diagram of the system according to the embodiment is shown in FIG. Learning is performed using three feature quantities of English, images, and Japanese. In learning, the first feature vector is extracted from the English text, the second feature vector is extracted from the image, the third feature vector is extracted from Japanese, and the obtained features are dimensionally reduced by principal component analysis (PCA). The reduced and reduced features are learned by GCCA.
テストにおいては、クエリ日本語テキストから得られた特徴を主成分分析(PCA)によって次元縮約する。なお、図5の矢印が示しているとおり、PCA projectionで低次元に射影される係数は学習フェーズにおけるPCAで学習される。縮約された特徴をGCCAによって得られた第1射影係数を用いて射影し、一方、英語テキストから得られた特徴を主成分分析(PCA)によって次元縮約し、縮約された特徴をGCCAによって得られた第2射影係数を用いて射影し、ジョイント空間において、日本文から英文への最近傍探索を行う。 In the test, the features obtained from the query Japanese text are dimensionally reduced by principal component analysis (PCA). As shown by the arrow in FIG. 5, the coefficients projected in low dimensions by PCA projection are learned by PCA in the learning phase. The reduced features are projected using the first projection coefficient obtained by GCCA, while the features obtained from the English text are dimensionally reduced by principal component analysis (PCA), and the reduced features are GCCA. Projection is performed using the second projection coefficient obtained by, and the nearest neighbor search from Japanese sentence to English sentence is performed in the joint space.
[C-3]画像特徴の抽出
画像の特徴は、畳込みニューラルネットワークを用いて抽出される。本実施例では、ILSVRC2012 dataset (非特許文献15)を用いて事前学習されており、Caffe (非特許文献16)に提供されるCNNモデルを適用する。実験では、GoogLeNet(非特許文献17)のpool5/7x7 s1層の特徴量、VGG(非特許文献13)のfc6層の特徴量、CaffeNet(非特許文献16、非特許文献18)のfc6層の特徴量を画像特徴ベクトルとして用いた。
[C-3] Image feature extraction Image features are extracted using a convolutional neural network. In this embodiment, the CNN model that has been pre-learned using the ILSVRC2012 dataset (Non-Patent Document 15) and provided to Caffe (Non-Patent Document 16) is applied. In the experiment, the feature amount of the pool5/7x7 s1 layer of GoogLeNet (Non-patent document 17), the feature amount of the fc6 layer of VGG (Non-patent document 13), the fc6 layer of CaffeNet (Non-patent document 16, non-patent document 18) The feature quantity was used as the image feature vector.
[C-4]テキストの特徴
英語及び日本語のテキスト特徴としては、bag of words (BoW)及びTF-IDF(term frequency-inverse document frequency)による重み付けを用いた。形態素解析による日本文の単語への分割において、MeCab libraryを用いる(非特許文献18)。実験では、stop wordの削除やstemmingのような前処理は行わなかったが、これらを行うのは任意である。
[C-4] Text features As text features of English and Japanese, weighting by bag of words (BoW) and TF-IDF (term frequency-inverse document frequency) was used. The MeCab library is used for dividing Japanese sentences into words by morphological analysis (Non-Patent Document 18). In the experiment, pre-processing such as deletion of stop words and stemming was not performed, but these are optional.
[C-5]一般化正準相関分析(GCCA)
GCCAを用いることで、複数のモダリティ間の相関の和を最大にするようにデータをマッピングすることができる(図6参照)。本実施例では、非特許文献2のGCCAを採用した。GCCAの計算自体は公知であり、また、以下に述べるGCCAは一例であって、本発明に用いられるGCCAを限定するものではない。
E、I、Jをそれぞれ、英文、画像、日本文とすると、特徴ベクトル
において、
は正準変数を表す。
ここで、Xkバーは、特徴ベクトルの平均である。
hkは、射影係数である。
k∈{E, I, J}であり、各特徴ベクトルと、対応する射影係数と、から、正準変数(射影特徴ベクトル)を計算することができる。
[C-5] Generalized canonical correlation analysis (GCCA)
Using GCCA, data can be mapped to maximize the sum of correlations between multiple modalities (see Figure 6). In this embodiment, the GCCA of Non-Patent Document 2 is adopted. The calculation itself of GCCA is publicly known, and the GCCA described below is an example, and the GCCA used in the present invention is not limited.
If E, I, and J are English, image, and Japanese, respectively, the feature vector
At
Represents a canonical variable.
Here, X k bar is the average of the feature vectors.
h k is a projection coefficient.
k ∈ {E, I, J}, and a canonical variable (projection feature vector) can be calculated from each feature vector and the corresponding projection coefficient.
GCCAは、最大化問題
を、拘束条件
のもとに解くことで式(1)が導出され、
射影係数hkは、以下の一般化固有値問題を解くことによって、得られるモダリティの各ペアの相関の合計を最大化するようにして計算される。
ここで、
であり、
Σijは、モダリティi,jの共分散マトリックスであって、i,j∈{E,I,J}である。ΣEJはE3とJ3、ΣIJはI2とJ2によって計算し、ΣIIはI1とI2によって計算し、ΣJJはJ2とJ3によって計算する。ΣEJは、ΣEIとΣIJと異なり、特別にZero-Shot学習の場合は訓練サンプル数が0になる場合があり、その場合は上記最大化問題に寄与しないため、結果的にΣEJは0 で埋まる。
GCCA is a maximization problem
Is the constraint
Equation (1) is derived by solving
The projection coefficient h k is calculated by maximizing the sum of the correlations of each pair of modalities obtained by solving the following generalized eigenvalue problem.
here,
And
Σ ij is a covariance matrix of modalities i,j, where i,jε{E,I,J}. Σ EJ is calculated by E 3 and J 3 , Σ IJ is calculated by I 2 and J 2 , Σ II is calculated by I 1 and I 2 , and Σ JJ is calculated by J 2 and J 3 . Σ EJ is different from Σ EI and Σ IJ, and in the case of Zero-Shot learning, the number of training samples may be 0. In that case, since it does not contribute to the maximization problem above, Σ EJ becomes Filled with 0s.
正準軸は、以下のように標準化される。
また、過学習を防止するため、正則化項を加える。すなわち、
であり、αは正則化のパラメータである。
The canonical axis is standardized as follows.
In addition, a regularization term is added to prevent overlearning. That is,
And α is a regularization parameter.
[C-5]ジョイント空間における最近傍探索
第1言語のクエリ文書が与えられた時に、他言語である第2言語の関連文書を探索するためには、ジョイント空間において、クエリ文書と候補文書の距離を計算すればよい。ジョイント空間における特徴ベクトル(射影特徴ベクトル)は、
を用いて算出することができ、hkはGCCAによって取得される。
[C-5] Nearest Neighbor Search in Joint Space Given a query document in the first language, to search for related documents in the second language, which is another language, in the joint space, search for the query document and the candidate document in the joint space. Just calculate the distance. The feature vector (projection feature vector) in the joint space is
And h k is obtained by GCCA.
例えば、クエリ文書を日本語、ターゲット文書を英語とすると、ジョイント空間における最近傍は、以下の式で計算できる。
ここで、zi E,zj Jは、それぞれ、ターゲット文書、クエリ文書の射影特徴ベクトルであり、d(・)は距離関数である。本実施例では、距離関数はユーグリッド距離である。
For example, if the query document is Japanese and the target document is English, the nearest neighbor in the joint space can be calculated by the following formula.
Here, z i E and z j J are projective feature vectors of the target document and the query document, respectively, and d(·) is a distance function. In this example, the distance function is the Eugrid distance.
[D]実験
[D-1]実験で用いたデータセット
UIUC Pascal Sentence Dataset (非特許文献19)は、それぞれ内容を記述する5つの英文の注釈を備えた1000個の画像を有している。このデータセットは、画像からの文書の生成の研究のために作られたものであるが、本実施形態に係る画像媒介型CLDRに用いるため、各英文に対応する日本文の翻訳を用意した(図8参照)。本実験において、各画像に対応する5つの文章はまとめて一つのテキストデータとして取り扱う。よって、本セットアップでは、1000個の文書からなるデータセットの各文書は、1つの画像、対応する英文テキスト、日本文テキストからなる。図6の概念図における各シンボルは、「5つの日本文から抽出された特徴ベクトル」、「1枚の画像から抽出された特徴ベクトル」、「5つの英文から抽出された特徴ベクトル」を表している。
[D] Experiment
[D-1] Data set used in the experiment
The UIUC Pascal Sentence Dataset (Non-Patent Document 19) has 1000 images, each with 5 English annotations that describe the content. This data set was created for the study of the generation of documents from images, but for use in the image-mediated CLDR according to this embodiment, a Japanese translation corresponding to each English sentence was prepared ( (See FIG. 8). In this experiment, five sentences corresponding to each image are collectively treated as one text data. Therefore, in this setup, each document in the data set of 1000 documents consists of one image, corresponding English text, and Japanese text. Each symbol in the conceptual diagram of FIG. 6 represents "a feature vector extracted from five Japanese sentences", "a feature vector extracted from one image", and "a feature vector extracted from five English sentences". There is.
[D-2]評価
表1における各データディビジョンから重複しないようランダムにデータを抽出した。 [train-E/I]、[train-I/J]のサンプルサイズを変化させて実験を行った。具体的には、サンプル数を、100、200、300、400とした。さらに、[train-E/J]のサンプル数を段階的に0から100まで増やして、Few-Shot学習シナリオを創出した。試験データ[test-E/J]のサイズは100に設定した。
テストデータにおける第1番目の日本文→英文検索精度(the top-1Japanese to English retrieval accuracy)について性能を評価した。100のテストサンプルが与えられた場合に、chance rateは1%である。各試行において、ランダムにデータを替えながら50回のトライアルを行い、平均スコアを用いた。全ての特徴は、PCAによって100次元に縮約され、また、αを0.01に設定した。 The performance was evaluated for the first Japanese-to-English retrieval accuracy in the test data. Given 100 test samples, the chance rate is 1%. In each trial, 50 trials were performed while randomly changing the data, and the average score was used. All features were reduced to 100 dimensions by PCA and α was set to 0.01.
図9に示すように、実験結果から、Zero-Shot学習シナリオ、Few-Shot学習シナリオのいずれにおいても、テキスト−画像データの量が増えるにしたがって正確性が向上することがわかる。テキスト−画像データ量を増やすことでさらなる正確性の向上が期待できると考えられる。 As shown in FIG. 9, the experimental results show that the accuracy improves as the amount of text-image data increases in both the Zero-Shot learning scenario and the Few-Shot learning scenario. It is considered that further improvement in accuracy can be expected by increasing the amount of text-image data.
Zero-Shot学習シナリオの結果(Zero-Shot学習の精度)を表3にまとめる。画像特徴は、GoogLeNetによって抽出され、テキスト特徴は、bag-of-words (BoW)及びTF-IDFを用いた。
[D-3]画像特徴の効果
本実施形態における画像特徴の性能の効果について検証した(図10、表4)。画像特徴として、以下のCNNを用いて抽出された3つの異なる特徴を用いた。
GoogLeNet(非特許文献17)のpool5/7x7 s1層の特徴量、
VGG(非特許文献13)のfc6層の特徴量、
CaffeNet(非特許文献16、非特許文献18)のfc6層の特徴量
[D-3] Effect of Image Feature The effect of the image feature performance in this embodiment was verified (FIG. 10, Table 4). As image features, we used three different features extracted using the following CNN.
GoogLeNet (Non-Patent Document 17) pool5/7x7 s1 layer feature quantity,
The feature amount of the fc6 layer of VGG (Non-Patent Document 13),
Features of fc6 layer of CaffeNet (Non-patent document 16, Non-patent document 18)
さらに、深層学習を用いた画像特徴の抽出の前に広く用いられていたフィッシャーベクトル(非特許文献20)についてもテストを行った。フィッシャーベクトルについては、SIFT記述子(非特許文献21)を主成分分析によって64次元に縮約し、64要素を用いた混合ガウス分布を用いた。最終の特徴抽出に4つの空間グリッドを用いた。 Furthermore, the Fisher vector (Non-Patent Document 20), which was widely used before the extraction of the image feature using the deep learning, was also tested. For the Fisher vector, the SIFT descriptor (Non-Patent Document 21) was reduced to 64 dimensions by principal component analysis, and a mixed Gaussian distribution using 64 elements was used. Four spatial grids were used for final feature extraction.
表4に、複数の画像特徴を用いたZero-Shot学習の精度を示す。[train-E/I]、 [train-I/J]のサンプルサイズは、400である。テキスト特徴は、bag-of-words (BoW)及びTF-IDFを用いた。
の順番で認識精度が高いこと(非特許文献12)と一致した。画像媒介型CLDRにおいても同様の順位となったということは、より良い特徴量を使えば、画像媒介型CLDRにおいて高い検索精度が得られることを意味する。
Table 4 shows the accuracy of Zero-Shot learning using a plurality of image features. The sample size of [train-E/I] and [train-I/J] is 400. The text features used were bag-of-words (BoW) and TF-IDF.
In this order, the recognition accuracy is high (Non-Patent Document 12). The fact that the ranks are similar in the image-mediated CLDR also means that a higher search accuracy can be obtained in the image-mediated CLDR if a better feature amount is used.
Claims (14)
第1言語文書と画像のペア群からなる第1訓練データセットを用意し、
第2言語文書と画像のペア群からなる第2訓練データセットを用意し、
前記処理手段が、第1訓練データセットにおいて、第1言語文書から第1特徴ベクトルを抽出し、画像から第2特徴ベクトルを抽出し、
前記処理手段が、第2訓練データセットにおいて、第2言語文書から第3特徴ベクトルを抽出し、画像から第2特徴ベクトルを抽出し、
前記処理手段が、第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルを用いて一般化正準相関分析を行うことで、第2特徴ベクトルを媒介として第1特徴ベクトルと第3特徴ベクトルのマッピングを行う、
画像を媒介した異言語文書間の学習法。 A learning method executed by a computer having processing means,
Prepare a first training data set consisting of a pair of first language documents and images,
Prepare a second training data set consisting of a pair of second language documents and images,
The processing means extracts a first feature vector from the first language document and a second feature vector from the image in the first training data set;
The processing means extracts a third feature vector from the second language document and a second feature vector from the image in the second training data set;
The processing means performs a generalized canonical correlation analysis using the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector, so that the first feature vector and the third feature vector are mediated by the second feature vector. Do the mapping,
A learning method between different language documents through images.
前記第2訓練データセットは、第2言語のWebからのクローリングによって取得したマルチメディアデータを含む、
請求項1〜4いずれか1項に記載の学習法。 The first training data set includes multimedia data acquired by crawling from a web in a first language,
The second training data set includes multimedia data acquired by crawling from a second language web.
The learning method according to claim 1.
前記処理手段が、第3訓練データセットにおいて、第1言語のテキストから第1特徴ベクトルを抽出し、第2言語のテキストから第3特徴ベクトルを抽出し、
前記処理手段が、前記一般化正準相関分析において、さらに、第3訓練データセットから抽出された第1特徴ベクトル及び第3特徴ベクトルを用いる、
請求項1〜5いずれか1項に記載の学習法。 Furthermore, prepare a third training data set consisting of a pair of first language document and second language document,
The processing means extracts a first feature vector from the text of the first language and a third feature vector from the text of the second language in the third training data set;
The processing means further uses a first feature vector and a third feature vector extracted from a third training data set in the generalized canonical correlation analysis,
The learning method according to claim 1.
第2言語文書と画像のペア群からなる第2訓練データセットと、
第1言語文書から第1特徴ベクトルを抽出する第1特徴ベクトル抽出手段と、
画像から第2特徴ベクトルを抽出する第2特徴ベクトル抽出手段と、
第2言語文書から第3特徴ベクトルを抽出する第3特徴ベクトル抽出手段と、
一般化正準相関分析手段と、
を備え、
前記一般化正準相関分析手段が、第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルを用いて一般化正準相関分析を行うことで、第2特徴ベクトルを媒介として第1特徴ベクトルと第3特徴ベクトルのマッピングを行う、
画像を媒介した異言語文書間の学習装置。 A first training data set consisting of a pair of first language documents and images;
A second training data set consisting of a pair of second language documents and images;
First feature vector extraction means for extracting a first feature vector from the first language document,
Second feature vector extraction means for extracting a second feature vector from the image,
Third feature vector extraction means for extracting a third feature vector from the second language document,
Generalized canonical correlation analysis means,
Equipped with
The generalized canonical correlation analysis means performs a generalized canonical correlation analysis using the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector, so that the second feature vector serves as a medium for the first feature vector and the first feature vector. Mapping the third feature vector,
A learning device between different language documents through images.
第1特徴ベクトル、第2特徴ベクトル、第3特徴ベクトルは、次元縮約手段によって次元縮約されている、請求項7〜9いずれか1項に記載の学習装置。 The learning device includes principal component analysis means,
The learning device according to claim 7, wherein the first feature vector, the second feature vector, and the third feature vector are dimensionally reduced by a dimension reduction unit.
前記第2訓練データセットは、第2言語のWebからのクローリングによって取得したマルチメディアデータを含む、
請求項7〜10いずれか1項に記載の学習装置。 The first training data set includes multimedia data acquired by crawling from a web in a first language,
The second training data set includes multimedia data acquired by crawling from a second language web.
The learning device according to claim 7.
前記一般化正準相関分析において、さらに、第3訓練データセットから抽出された第1特徴ベクトル及び第3特徴ベクトルを用いる、
請求項7〜11いずれか1項に記載の学習装置。 Furthermore, a third training data set consisting of a pair of first language documents and second language documents is provided,
In the generalized canonical correlation analysis, further, using the first feature vector and the third feature vector extracted from the third training data set,
The learning device according to claim 7.
前記学習モデルにおいて、第1言語空間から正準空間への第1射影係数、第2言語空間から正準空間への第2射影係数が規定されており、
前記処理手段が、第1言語クエリ文書から第1特徴ベクトルを抽出し、
前記処理手段が、抽出された第1特徴ベクトルを、第1射影係数を用いて正準空間に射影して第1射影特徴ベクトルを取得し、
前記処理手段が、第2言語ターゲット文書候補から第3特徴ベクトルを抽出し、
前記処理手段が、抽出された第3特徴ベクトルを、第2射影係数を用いて正準空間に射影して第3射影特徴ベクトルを取得し、
前記処理手段が、第1射影特徴ベクトルと第3射影特徴ベクトル間の類似度を用いてターゲット文書を決定する、
言語横断文書検索法。 A cross-language document search method executed by a computer having processing means using a learning model obtained by the learning method between different language documents according to claim 1.
In the learning model, a first projection coefficient from the first language space to the canonical space and a second projection coefficient from the second language space to the canonical space are defined,
The processing means extracts a first feature vector from the first language query document,
The processing means projects the extracted first feature vector on a canonical space using a first projection coefficient to obtain a first projected feature vector,
The processing means extracts a third feature vector from the second language target document candidate,
The processing means projects the extracted third feature vector on a canonical space using the second projection coefficient to obtain a third projected feature vector,
The processing means determines a target document using the similarity between the first projected feature vector and the third projected feature vector,
Cross-language document retrieval method.
前記学習モデルにおいて、第1言語空間から正準空間への第1射影係数、第2言語空間から正準空間への第2射影係数が規定されており、
第1言語クエリ文書から第1特徴ベクトルを抽出する手段と、
抽出された第1特徴ベクトルを、第1射影係数を用いて正準空間に射影して第1射影特徴ベクトルを取得する手段と、
第2言語ターゲット文書候補から第3特徴ベクトルを抽出する手段と、
抽出された第3特徴ベクトルを、第2射影係数を用いて正準空間に射影して第3射影特徴ベクトルを取得する手段と、
第1射影特徴ベクトルと第3射影特徴ベクトル間の類似度を用いてターゲット文書を決定する手段と、
を備えた言語横断文書検索装置。 A cross-language document search device using a learning model obtained by the learning method between different language documents according to claim 1.
In the learning model, a first projection coefficient from the first language space to the canonical space and a second projection coefficient from the second language space to the canonical space are defined,
Means for extracting a first feature vector from the first language query document;
A means for projecting the extracted first feature vector on a canonical space using a first projection coefficient to obtain a first projected feature vector;
Means for extracting a third feature vector from the second language target document candidate,
A means for projecting the extracted third feature vector on a canonical space using a second projection coefficient to obtain a third projected feature vector;
Means for determining a target document using the similarity between the first projected feature vector and the third projected feature vector;
A cross-language document retrieval device equipped with.
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