音乐领域本体的研究与构建

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音乐领域本体的研究与构建摘要：20世纪90年代初，本体概念被广泛地应用到计算机领域特别是人工智能领域(AT)和知识工程研究领域。木体作为一种能在语义和知识层次上描述信息系统概念模型，它已经成为知识工程、自然语言处理、协同信息系统、智能信息集成、Internet智能信息获取等方面普遍研究的热点。特别是语义Web的提出与发展，本体作为语义Web的核心使其受到了极大的重视。本文从音乐领域本体构建方面对音乐本体研究进行阐述。关键词：本体；语义Web；音乐;本体；构建方法中图分类号：TP181998年TimBerbers-Lee提出万维网这一概念，万维网给20世纪末期的互联网带来了革命性的变化。力-维网上的Web信息在以几何级数增长的同时，也给互联网上的信息检索带来了困扰，要在浩瀚的网络数据中发现口C需要的资料并非易事。针对目前互联网在信息表达和检索等方Ifli的不足，万维网的缔造者TimBerners-Lee在2000年12月提出了下一代万维网语义Web[l]o语义Web(SemanticWeb)是对未来体系结构的一个伟大构想，其目标是应用冇效的标准和技术使得计算机能够更多更准确的理解网络上的信息，从而进行信息管理和服务。语义Web的基木思想是基于本体和Web内容的语义标注知识。语义Web中，本体是其核心，它为整个语义Web提供了知识表达的领域模型。本体机制是实现语义理解和交流的关键，是解决语义层次上网络信息共享和交换的基础。各个领域的本 体研究与创建越來越受到重视。1木体的概念本体这一概念最早起源于哲学领域，公元前古希腊哲学家亚里士多德在其哲学研究中提出的这一概念，他用木体表示“世界中客观存在物质本源”。在西方哲学史中，本体论是指关于存在及其本质和规律的学说。在二十世纪的分析哲学中，本体论成为研究实体存在性和实体存在本质等方面的通用理论。在中国古代哲学中，本体论又叫做“本根论”，是指探究天地万物产生、存在、发展变化的根本原因和根本依据的学说。目前，关于木体的定义说法很多，但是总的来说分为两种:一是哲学领域本体论研究的对象；二是信息科学技术领域的研究对象。自上世纪90年代以來，本体被广泛应用于人工智能、计算机科学领域。虽然在这些领域也有一些较为正式的定义，美国斯坦福大学的知识系统实验室学者TomGruber在1993年发表的一篇论文屮给出了第一个被广泛接受的定义：木体是对概念化对象的明确的解释说明[2],并给出如下解释一一知识的形式化表达的基础是概念化研究领域内的对象、概念和其他实体，也有其他学者尝试在Gruber定义的基础上进行扩展以给出本体的定义。比如，Borst在1997年给出本体的另一个定义是“一个本体是共享概念模型的形式化规范说明”[3],可以看出该定义对Gruber定义的一个简单的扩展，强调必须在需耍说明的概念化上达成一致。目前获得较多认同的是1998年R.Studer等在对前人定义进行深入研究基础上给岀的解释：“本体对概念体系的明确的形式化的可共享的规范说明”[4,5]0本 体的定义包含4层概念，即具有4个特征：概念化、形式化、规范化和共享。按照领域依赖程度，本体可以分为顶层、领域、任务和应用本体4类;按照主题可分为知识本体、通用本体、领域本体、术语本体和任务本体。目前在国内外已经出现了很多成型的知识木体，典型的有SUMO[6].WordNet[7]>SENSUS[8]、CYC[9]和知网[10]。2本体构建木体构建是本体应用的基础。本体构建是一项庞大的系统工程，需要各领域的专家（领域专家、本体工程师等）按照一定的本体构建原则，在合理方法论的指导下，采用合适的关键技术或使用便捷的木体开发工具加以实现。常用的本体构建方法有：Uschold和King的“骨架法”[11],Gruninger和Fox的“评估发”（又称T0VE法）[12],Bernaras法（或KACTUS法）[13],METHONTOLOGY法[14],IDEF-5法[15],SENSUS法[9]及七步法等[9,16,17]。2.1木体构建工具的选择为了方便本体的开发和利用，许多组织和团体开发了各种类型的本体工具，涉及的范围包括本体的创建、本体的归并整合、本休的存储和查询、本体的推理学习、不同本体语言和格式间的转换等。有几种比较著名的本体构建工具包扌舌Apollo、protege>OILEd>OntoEdit>OntoSaurus>WebODE、IBMOntology等，其中Protege[18]是由斯坦福大学设计开发的，是集本体论编辑和知识库编辑为一体的开发工具。 Protege具有如下特点：（1）Protege是一个可扩展的知识模型。新的功能可以以插件的形式增加和扩展，具有开放源码的优势。（2）文本输出格式可以定制。可以将Protege的内部表示转换成多种形式的文本格式，包扌舌XML、RDF（S）、OWL等系列语言。（3）用户接口可以定制。提供可以扩展的API接口，用户可以更换Protege用户接口的显示和数据获取模块来适应新的语言。（4）有可以与其他应用结合的可扩展体系结构。用户可以将其与外部语义模块（如推理引擎）直接相连。（5）后台支持数据库存储，使用JDBC和JDBC-ODBC桥访问数据库。由丁Protege开发源代码，提供了本体建设的基木功能，使用简单方便，有详细友好的帮助文档，模块划分清晰，提供完全的API接口，因此,它基本成为国内外众多本体研究机构的首选工具，本文中的音乐本体就是使用Proteged.2构建的。2.2本体的构建原则出于对各自问题领域和具体的工程的考虑，本体的创建的过程也各不相同。山于没有一个标准的本体创建方法，研究人员从本体创建的实践出发，提出了不少有益于本体创建的标准，其中影响最大的是TomGruber给出的5条设计本体的基木准则［19］：