[發明專利]初等數學代數型題自動解答的方法與系統

在審

• 申請號: 201710541317.X
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107423286A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 余新國;王明書;甘文斌
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: G06F17/27
• 分類號: G06F17/27;G06F17/30;G06K9/00;G06K9/62;G06F17/12;G06Q50/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 許美紅

1.一種初等數學代數型題目自動解答的方法，其特征在于，包括以下步驟：

題目輸入

輸入初等數學代數型題目的題目圖像，并識別出題目圖像中所有的題目內容，得到題目文本；

題目理解

對各個類別初等數學代數型題目，建立該類型題目的關鍵詞集合；使用詞袋模型對輸入的題目內容提取特征向量，使用訓練好的分類器進行分類，得到輸入題目的類別信息；

使用已有的分詞軟件對題目文本進行分詞和詞性標注，并將題目分割為n個簡單的分句O(j)，其中1≤j≤n，n為自然數；

標注出每一個簡單句子O(j)中所包含的代數關鍵詞，該些代數關鍵詞結合詞性標注用于匹配每個句子所對應的句法語義模型；使用句法語義混合模型提取直陳述數學關系，并根據題目類型添加隱含類型數學關系，所有的數學關系形成一個代數關系組；其中句法語義混合模型為一個三元組M＝(K，P，R)，其中K代表關鍵字元素，P是POS詞性模式，R為相關實體之間的數學關系；代數型題目的句法語義模型池為Σ＝{M_i＝(K_i,P_i,R_i)|i＝1,2,…,m}；

機器求解

對所形成的代數關系組中的實體分配變量，將代數關系組轉化成代數方程組，同時得到實體和變量的對照表，機器自動求解這個代數方程組的過程如下：先求解這個代數方程組中的可解部分，部分求解后實現降維和簡化，重復這個過程求解整個方程組；

類人解答生成

根據變量的求解先后順序和實體-變量對照表，對代數關系組求解過程恢復出變量的語義，結合題目文本形成類人的解答過程。

2.根據權利要求1所述的初等數學代數型題目自動解答的方法，其特征在于，步驟“使用句法語義混合模型提取直陳述數學關系，并根據題目類型添加隱含類型數學關系”具體過程如下：

a.根據題目所屬類別信息載入相應類別的句法語義混合模型池Σ＝{Mi＝(Ki,Pi,Ri)|i＝1,2,…,m}；

b.對于每一個分句O(j)，使用句法語義模型M_i中的K_i和P_i分別和該分句進行匹配，若匹配成功，則將句法語義模型M_i中的R_i輸出到Δ中，Δ為數學關系集合；若不匹配，則繼續匹配下一個模型，直至有句法語義模型被匹配為止；

c.循環處理每一個分句，直至所有分句均被處理，此時題目中的直陳述關系提取完畢；

d.將題目所屬類別與預先設置的數學關系對照表進行匹配查找，從數學關系對照表中得到題目文本對應類型的一個或多個隱含類型數學關系，并添加到Δ中；

e.輸出Δ，此時Δ包含了題目中所有的數學關系，這些數學關系形成了一個代數關系組。