Alignement dontologies pour OWLLite : lapport dun classifieur smantique

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Alignement dontologies pour OWL-Lite
lapport dun classifieur sémantique
Raphaël Troncy1,Umberto Straccia1 Henrik
Nottelmann2

• Mercredi 01 juin 2005

IC'2005 Ingénierie des Connaissances
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Motivations

• Hétérogénéité des systèmes d'information
• Ontologies un moyen pour permettre leur
  interopérabilité
• Ontologies une source d'hétérogénéité
• langage de représentation, degré de
  formalisation,
• Web Sémantique W3C
• Ontologies OWL / RDF sur le web
• Comparer / fusionner des ontologies
• couvrant des domaines qui se recoupent
• différentes versions d'une même ontologie

? fournir un cadre formel et opérationnel pour
aligner automatiquement des ontologies OWL
oPLMAP
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Aligner des ontologies

• Un opérateur de mise en correspondance Euzenat,
  2004 KnowledgeWeb, 2005
• Entrées un ensemble d'entités définies
  formellement
• Sorties
• une relation caractérisant les mises en
  correspondance (ou appariements) entre entités
  (subsomption, équivalence, )
• une valeur de confiance
• Méthode automatique / manuelle
• Inspiration provenant de nombreux travaux issus
  de communautés variées
• Schema matching, machine learning, data
  integration

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Exemple
Équivalence Subsomption Incompatibilité
Euzenat "Schema and Ontology Matching" - ESWC
Tutorial 2005
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Plan

• Introduction du cadre formel
• Aligner automatiquement 2 ontologies
• Les classifieurs utilisés
• Les classifieurs classiques et probabilistes
• Le classifieur structurel et sémantique
• Évaluation
• Conclusion et perspectives

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Introduction du cadre formel

• Inspirations
• Travaux formels en échange d'information Fagin
  et al., 2003
• GLUE combiner plusieurs composants spécialisés
  pour obtenir le meilleur résultat Doan et al.,
  2003
• Notations
• Un alignement M (T, S, ?)
• S et T sont les ontologies source et cible
• ? est un ensemble de règles aij Tj ? Si
• Soit I et J, les modèles (interprétations) de S
  et T
• T(I, ?) est le résultat de l'application des
  règles de ? sur S
• Pr(?, J, I) estime la probabilité que T(I, ?)
  soit une valeur plausible pour T

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Introduction du cadre formel

• Approche
• Générer des ensembles ? contenant des règles de
  mise en correspondance
• Estimer la qualité de ces ensembles
• Estimer la probabilité d'une règle
• Combinaison des estimations de différents
  classifieurs

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Alignement automatique de 2 ontologies

• Évaluer la probabilité d'un ensemble sigma1

1 Ici U est l ensemble des tuples et Pr(T) est
la probabilité quun tuple soit dans J
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Alignement automatique de 2 ontologies

• Partitionnons l'ensemble ?
• Puis1,2

1 Pour simplifier la notation, dans la suite on
écrira Si Tj (I , ?j,i) 2 Si ?j est formé par
les r sous-ensemble de règles
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Alignement automatique de 2 ontologies

• En conclusion
• Pr(?, J, I) est fonction de Pr(SiJj)
• Estimer la probabilité d'une règle1,2
• Calculons les w(Si, Jj, CLk)

1 En utilisant le Théorème des Probabilités
Totales 2 Où CLk sont les classifieurs
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Les classifieurs utilisés

• Classifieur binaire
• Même nom / même URI / même stem
• Classifieur fonctionnant avec les individus
• Classifieur naïf de Bayes
• Classifieur kNN

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Le classifieur structurel et sémantique

• Si Rs et RT sont des noms de propriétés
• Si AS et AT sont des noms de concepts1

1 Où D D(AS) D(AT)
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Le classifieur structurel et sémantique

• Soit CS(QR.C) et DT(QR.D), alors1
• Si CS(op C1Cm) et DT(op D1Dm), alors2

1 Où Q,Q sont les quantifieurs, R,R sont des
noms de propriétés et C,D des expressions 2 Où
op, op sont des constructeurs de concepts et n,m
1
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Le classifieur structurel et sémantique

• Quelques valeurs possibles pour wop et wQ
• Pour wop
• Pour wQ

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Le classifieur structurel et sémantique

• Démonstration

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Évaluation

• De plus en plus d'outils et de méthodes très
  différentes pour aligner les ontologies KW
  D2.2.3, 2005
• difficile à comparer dans l'absolu
• pragmatisme campagne d'évaluation et
  compétition
• I3CON sur le modèle de la NIST Text Retrieval
  Conference
• EON tests complets et systématiques éprouvant
  tout OWL
• OAEI http//oaei.inrialpes.fr
• API d'alignement Euzenat, 2004
• format commun pour représenter / échanger les
  alignements
• outils pour évaluer ces alignements

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Évaluation EON'2004

• 4 compétiteurs Karlsruhe, INRIA, Fujitsu,
  Stanford
• 3 groupes de tests sur les ontologies
  bibliographiques
• tests simples identité, spécialisation/généralis
  ation du langage
• tests systématiques des éléments de l'ontologie
  de référence sont enlevés ou modifiés un à un
• test réels comparaison avec 4 ontologies
  réelles disponibles sur le web
• Résultat 2 groupes mais des insuffisances
  dans les tests

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Évaluation oPLMap

• Test 101 205 comparaison d'une ontologie
  bibliographique avec son équivalente où chaque
  étiquette est remplacée par un synonyme

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Conclusion

• Introduction d'un cadre logique et probabiliste
  pour aligner automatiquement des ontologies OWL
• Présentation d'un nouveau classifieur basé sur la
  sémantique des entités OWL définies
• Évaluation empirique sur des ontologies réelles
• critères classiques de recherche d'information
• non prise en compte d'autres indicateurs temps
  machine, mémoire,

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Perspectives

• Participer à des campagnes complètes d'évaluation
  OAEI
• Ajouter d'autres classifieurs à ce cadre
• utilisant des ressources terminologiques
  (WordNet)
• basés sur le texte kNN
• Perfectionner le classifieur sémantique
• prendre en compte les autres constructeurs OWL
• prendre en compte d'autre langage de
  représentation des connaissances, des règles,
• PB name firstName lastName ?