商品検索を対象とした相関計量を用いた対話型問い合わせ自動生成システム

DEIM Forum 2016 F2-6

商品検索を対象とした相関計量を用いた対話型問い合わせ自動生成

システム

百々 健人

†

_{清木 康}

‡

†慶應義塾大学環境情報学部 〒252-0805 神奈川県藤沢市遠藤 5322

E-mail: †[email protected], ‡[email protected]

あらまし 本稿では、商品情報を構成している文書に対してテキスト解析を行いメタデータに変換し、多次元空 間上で相関計量を行うことで、検索のための問い合わせを自動生成するシステムを提案する。 本方式は、商品の説明文を解析し、特定の条件に適合する単語のうち出現頻度の高い単語を主軸として商品に対 する多次元空間を作成することで、相関計量によって商品の意味を空間上に定義する。その後に、作成した多次元 空間の主軸から適切に問い合わせを自動生成する。本方式の実現により、既存では人力で作成している条件分岐に よる問診型検索を自動生成でき、かつ広い範囲のカテゴリーの商品を対象とした問診型検索の生成が可能となるの で、より幅広い商品情報へのアクセスが可能となる。 キーワード 商品検索, テキストマイニング, 感性メタデータ, 多次元空間計量, 問い合わせ自動生成

1. は じ め に

近 年 、 イ ン タ ー ネ ッ ト と 物 流 の 発 達 に よ り 、web 上 で 商 品 を 購 入 す る 人 が 増 え 、2014 年 度 の 日 本 国 内 に お け る BtoC の EC 市 場 物 販 系 分 野 の 規 模 は 、 6 兆 8043 億 円 に 達 し 、 な お も 成 長 を 続 け て い る[1]。 し か し な が ら 、 未 だ 物 販 の EC 化 は 5%未 満 で あ る 。 言 い 換 え れ ば 、消 費 者 は 残 り の 約95%の ほ と ん ど は 実 店 舗 で 商 品 を 購 入 す る の で あ る 。 物 販 の EC 化 が 急 速 に 進 ま な い こ と に つ い て 、 物 販 系 の EC サ イ ト の う ち 多 く を 占 め る 商 品 を 検 索 し 購 入 す る こ と が 可 能 な サ イ ト （ 以 下 、 商 品 検 索 サ イ ト と す る ） は 、 実 店 舗 に 比 べ て 、 感 性 （ 未 知 の 単 語 ） に 関 す る 検 索 に 弱 い こ と が 原 因 の 一 つ と 考 え る 。 医 薬 品 の 例 を 挙 げ る と 、 多 く の 商 品 検 索 サ イ ト で は 文 字 列 検 索 の 他 に カ テ ゴ リ ー 検 索 が 可 能 で あ る が 、 医 薬 品 を 購 入 し た い 人 が 感 じ る 症 状 ご と に 分 か れ て い な い こ と が 多 い 。 ま た 、 仮 に 分 か れ て い た と し て も 、 最 も 強 く 感 じ る 症 状 や そ の 原 因 と の 関 係 は 年 齢 ・ 性 別 等 に よ り 異 な る 。 よ っ て 、 問 題 適 応 型 計 算 を 取 り 込 む こ と が 可 能 で 網 羅 性 の あ る 検 索 方 式 を 確 立 す る 必 要 が あ る 。 そ こ で 活 用 で き る の が 、 対 話 型 検 索 で あ る 。 こ の 方 式 は 、 あ ら か じ め 質 問 を 設 定 し 、 そ の 質 問 に 対 す る 回 答 に よ っ て ク エ リ を 生 成 し て 検 索 を し て 結 果 を 表 示 す る と い う も の で あ る 。 と こ ろ が 、 対 話 型 検 索 は 、 質 問 や ク エ リ 生 成 規 則 を 作 成 す る の に 人 間 の 労 力 が 必 要 と な る デ ー タ 数 が 非 常 に 多 い 商 品 デ ー タ に こ の 方 式 を そ の ま ま 適 用 す る こ と は 難 し い 。 よ っ て 、 本 研 究 で は 、 問 題 適 用 型 計 算 を 取 り 込 む こ と が 可 能 な 網 羅 性 の あ る 商 品 検 索 を 対 象 と し た 対 話 型 問 い 合 わ せ を 自 動 生 成 す る シ ス テ ム を 提 案 す る 。

2. 商 品 検 索 を 対 象 と し た 相 関 計 量 を 用 い た

対 話 型 問 い 合 わ せ 自 動 生 成 シ ス テ ム の 方

式

本 シ ス テ ム の 基 礎 的 な 方 式 に つ い て は 、先 行 研 究[2] で 述 べ た も の を 応 用 し た も の で あ る 。 よ っ て 、 本 稿 で は 、本 研 究 の 新 規 発 展 部 分 を 含 ま な い 部 分 は 割 愛 す る 。

2.1. シ ス テ ム の 全 体 構 造

本 シ ス テ ム は 、3 つ の 部 分 に 分 割 す る こ と が で き る 。 3 つ の 部 分 と は 、 商 品 情 報 デ ー タ ベ ー ス か ら 商 品 の 説 明 文 を 取 り 出 し 文 章 解 析 処 理 を 行 う テ キ ス ト 解 析 部 、 解 析 し た テ キ ス ト を 重 要 語 と な る タ グ を 抽 出 し す る タ グ 抽 出 部 、 そ れ ら タ グ を 組 み 合 わ せ て 質 問 を 作 り 適 切 な 順 番 で ユ ー ザ ー に 表 示 し 検 索 し た の ち に 結 果 出 力 を 行 う 結 果 出 力 部 、 で あ る 。（ 図 1） な お 、3 つ の 部 分 と は 別 に 、 人 間 が 認 知 で き な い 現 象 を 取 り 除 く 質 問 選 定 の プ ロ セ ス が 存 在 す る 。

図 1 シ ス テ ム の 全 体 構 造 と 具 体 例

2.2. シ ス テ ム 基 本 方 式

本 シ ス テ ム を 構 成 す る に あ た っ て 必 要 と な る 各 部 分 の 方 式 に つ い て 記 述 す る 。

2.2.1. 文 章 解 析 方 式

文 章 解 析 部 で は 、 形 態 素 解 析 を 用 い て 商 品 の 説 明 文 を 単 語 ご と に 分 割 し 、 句 読 点 な ど 以 後 の 計 算 で 不 要 な 単 語 を 除 外 し た 単 語 デ ー タ を テ ー ブ ル に 保 存 す る 。

2.2.2. タ グ 抽 出 計 算 方 式

タ グ 抽 出 部 で は 、 文 章 解 析 部 に て 保 存 し た 単 語 デ ー タ テ ー ブ ル を 使 用 す る 。 単 語 デ ー タ の う ち 最 終 的 な 質 問 文 を 構 成 す る 品 詞 ・ 品 詞 細 分 類 （ 具 体 例 は3 項 で 後 述 ） に 対 し て 出 現 率 が 一 定 以 上 の も の を タ グ と し て 保 存 す る 。 ま た 、 タ グ と 商 品 の 関 連 度 と タ グ 同 士 の 関 連 度 を 次 項 で 記 述 す る 意 味 の 数 学 モ デ ル[3][4]を 用 い た 関 連 度 計 算 モ デ ル （2.2.3 項 ） を 用 い て 算 出 す る 。

2.2.3. 意 味 の 数 学 モ デ ル を 用 い た 関 連 度 計 算

モ デ ル

タ グ 抽 出 部 で 行 う 関 連 度 計 算 の モ デ ル（ 図2）に は 、 意 味 の 数 学 モ デ ル を 用 い て い る 。 意 味 の 数 学 モ デ ル と は 、 共 通 の 意 味 を 持 た な い 独 立 し た メ タ デ ー タ を 次 元 の 軸 と し て 仮 想 空 間 を 形 成 し 、 こ の 空 間 上 に 計 量 す る オ ブ ジ ェ ク ト を 定 義 し 目 的 に 合 わ せ た 多 次 元 計 量 を 行 う も の で あ る 。 本 モ デ ル で は 、 意 味 の 数 学 モ デ ル に つ い て 、 質 問 文 の 一 部 を 構 成 す る タ グ か ら な る メ タ デ ー タ を 次 元 軸 と し て 商 品 検 索 空 間 を 形 成 し 、 商 品 同 士 と タ グ 同 士 の 相 関 計 量 に よ っ て 商 品 を 空 間 上 に プ ロ ッ ト す る 。 し か し 、 従 来 の 意 味 の 数 学 モ デ ル に お い て 、 次 元 の 軸 は 独 立 し た 意 味 を 持 つ 必 要 が あ る 。 つ ま り 、 タ グ を そ の ま ま 次 元 の 軸 と す る と 、 タ グ 同 士 の 関 連 度 は 0 で あ る （ べ き ） は ず で あ る 。 こ こ で 、 空 間 上 の 軸 と タ グ は 同 じ 言 葉 で あ る が 違 う 意 味 と す る 。 違 う 意 味 と し て 定 義 す る こ と が 可 能 な 理 由 は 、 そ の”感 性 の 主 語 ”を 変 え て い る と い う こ と に あ る 。 例 え ば 、「 目 が 重 い で す か ？ 」 の 「 目 が 重 い 」 は 、 実 際 に 「 目 が 重 い 」 だ け で は な く 「 頭 が 痛 い 」 た め に 感 じ る こ と が あ る 。 こ れ を 言 い 換 え る と 、正 し く は（ 神 経 は ）「 目 が 重 い 」で あ る が 、 人 は 「 頭 が い た い 」 と 感 じ る 。 と い う こ と が 挙 げ ら れ る 。 図 2 商 品 対 話 型 検 索 を 対 象 と し た 多 次 元 意 味 空 間

2.2.4. 対 話 型 検 索 方 式

結 果 出 力 部 で は 、 抽 出 さ れ た タ グ と 商 品 検 索 空 間 を 元 に 質 問 を 表 示 し 、 ユ ー ザ ー の そ の 質 問 に 対 す る 回 答 に よ っ て 検 索 ク エ リ を 発 行 し 、 検 索 結 果 を 表 示 す る 。 質 問 の 回 答 か ら 検 索 ク エ リ を 発 行 し 検 索 結 果 を 得 る 計 算 方 式 に つ い て は 、 先 行 研 究 と 同 様 で あ る 。 な お 、 検 索 結 果 に つ い て は 、 検 索 ク エ リ と 商 品 の 関 連 度 が 高 い 順 に 表 示 す る も の と す る 。

2.3. シ ス テ ム 実 現 方 式

本 シ ス テ ム を 実 現 す る に あ た り 、 デ ー タ ベ ー ス は MySQL を 使 用 し 、 対 話 型 検 索 を 行 う 部 分 に つ い て は 、 node.js を 利 用 し て HTML ペ ー ジ を 生 成 、後 で 触 れ る 実 Product DB Product1 XX 胃散 XX 胃散は、腸に直接… Product2 YY 胃腸薬 YY 胃腸薬は、胃腸に…

Question selection members

Question selection

Result Showing Module

Word1 Noun General 胃 (stomach) Word2 Particle Case particle が Word3 Adjective Independence 痛い (pain)

Tag1 胃 (stomach) Tag2 痛い (pain)

Tag Extraction Module Text Analysis Module

【Interactive exsample】 User「喉が痛いです。」 (Throat is sore.)

Device「頭が痛いですか？」 (Do you have a headache?) User「はい」 (Yes.)

Device「胃が痛いですか？」 (Do you have a sore stomach?) User「いいえ」 (No.)

Device, display a matching drugs to the user's situation Interactive

Communication

Device User

験 で は PHP を 利 用 し た HTML ペ ー ジ を 生 成 し た 。 な お 、形 態 素 解 析 ツ ー ル は 先 行 研 究 に 引 き 続 き MeCab[5] を 使 用 し た 。

2.4. シ ス テ ム の 特 徴

本 シ ス テ ム に は 以 下3 点 の 特 徴 が あ る 。 （ １ ） 検 索 対 象 の 範 囲 が 、 エ キ ス パ ー ト 検 索 シ ス テ ム に 比 べ て 広 い 。 （ ２ ） 人 力 で 作 成 し て い る 条 件 分 岐 に よ る 問 診 型 検 索 を 自 動 生 成 で き る 。 （ ３ ） 既 存 の 文 字 列 マ ッ チ ン グ 検 索 よ り も 対 話 的 で あ る 。

3. 検 証 実 験 と 考 察

本 シ ス テ ム に よ る 検 索 が 有 効 で あ る か を 調 査 す る た め に 、 検 証 実 験 と そ の 考 察 を 行 っ た 。

3.1. 商 品 関 連 度 検 証 実 験 に つ い て

先 行 研 究 で は 、 関 連 度 計 算 モ デ ル の 確 か ら し さ を 検 証 す る た め 、 商 品 関 連 度 検 証 実 験 を 行 っ た 。 こ の 実 験 で は 、 医 薬 品500 品 目 か ら ラ ン ダ ム に 商 品 を 選 択 し た の ち に 、 そ の 商 品 と 関 連 が あ る 商 品 を 正 解 と し 、 一 方 で 商 品 検 索 空 間 か ら 商 品 の 関 連 度 を 求 め 、 閾 値 以 上 の 関 連 度 を 持 っ た 商 品 リ ス ト と 正 解 リ ス ト に つ い て 、 再 現 率 ・ 適 合 率 ・ 尺 度F 値 [6]を 求 め た 。 商 品 関 連 度 検 証 実 験 で は 、 尺 度F 値 に つ い て 、 閾 値 0.3 に お い て 0.15〜 0.43 と 不 安 定 な 結 果 と な っ た 。 こ の 原 因 と し て 、 特 定 の 商 品 に 対 し て 関 連 の あ る 商 品 の 選 択 自 体 の 難 易 度 が 高 か っ た こ と で そ れ が ノ イ ズ の 原 因 に な っ た と 考 え ら れ る 。

3.2. 検 索 結 果 の 確 か ら し さ 検 証 実 験

次 に 、 本 シ ス テ ム に 対 し て 実 際 の 検 索 結 果 を 対 象 と し て 実 験 を 行 っ た 。

3.2.1. 実 験 手 法

本 実 験 は 、医 薬 品 通 販 サ イ ト で あ る ケ ン コ ー コ ム[7] 上 で 取 り 扱 わ れ て い る 医 薬 品 5420 品 目 を 対 象 に タ グ 抽 出 部 終 端 に 至 る 問 い 合 わ せ 自 動 生 成 計 算 を 行 い 、 質 問 候 補 を 取 り 出 せ る 状 態 に し た 上 で 、 質 問 候 補 の う ち 全 商 品 説 明 文 で 出 現 率 が 上 位 の も の に つ い て 検 索 精 度 の 検 証 を 行 っ た 。 こ こ で 、 よ り 具 体 的 に は 、 上 位3 つ の 質 問 そ れ ぞ れ 「 は い 」 と 答 え た と 仮 定 し て 、 そ れ ぞ れ に ラ ン ダ ム で 抽 出 し た500 品 目 の う ち ど の 商 品 が 当 て は ま る か を 選 択 し 正 解 リ ス ト を 作 る 。 そ の 上 で 、 そ れ ぞ れ の 検 索 結 果 に つ い て 変 数 と な る 閾 値 を 上 回 る 商 品 リ ス ト と の 再 現 率 ・ 適 合 率 ・ 尺 度F 値 を 求 め 、 検 証 し た 。

3.2.2. 実 験 結 果

各 質 問 の う ち 、最 大 の 尺 度 F 値 が 最 大 と 最 小 に な る 質 問 に 対 す る 再 現 率 ・ 適 合 率 ・ 尺 度 F 値 、 Recall-Precision グ ラ フ [8]は 以 下 の 通 り と な っ た 。 ! 胃 が 痛 い 閾 値 検 索 結 果 数 検 索 結 果 中 正 解 数 正 解 数 再 現 率 適 合 率 尺 度 F 値 0.1 120 23 24 0.958 0.192 0.320 0.15 51 21 24 0.875 0.412 0.560 0.2 30 18 24 0.750 0.600 0.667 0.25 17 11 24 0.458 0.647 0.536 0.3 13 7 24 0.292 0.538 0.379 ! 体 が だ る い 閾 値 検 索 結 果 数 検 索 結 果 中 正 解 数 正 解 数 適 合 率 再 現 率 尺 度 F 値 0.1 118 17 30 0.144 0.567 0.230 0.15 45 9 30 0.200 0.300 0.240 0.2 18 6 30 0.333 0.200 0.250 0.3 6 3 30 0.500 0.100 0.167 「 胃 が 痛 い 」の 検 索 結 果 に つ い て は 、閾 値 0.2〜 0.25 を 中 心 に 適 合 率・再 現 率 と も に 高 い 数 値 と な っ て い る 。 一 方 、「 身 体 が だ る い 」 の 検 索 結 果 に つ い て は 尺 度 F 値 が 最 大 0.250 で あ る 。 よ っ て 、 本 シ ス テ ム は 検 索 精

度 が 最 低 限 確 保 さ れ て い る と 考 え ら れ る 。

4. シ ス テ ム の 応 用 性

本 シ ス テ ム は 、 説 明 文 を メ タ デ ー タ に 変 換 し た 情 報 の み 使 用 す る こ と か ら 、 日 本 語 以 外 の 言 語 で 記 述 さ れ た 説 明 文 に 対 し て も 同 じ 方 式 を 適 用 で き る 。 ま た 、 検 索 空 間 モ デ ル 上 で の 相 関 計 量 が 検 索 の 結 果 に 反 映 さ れ る た め 、 パ ー ソ ナ ル 情 報 を 利 用 し て 空 間 モ デ ル 上 の 軸 に 重 み 付 け を 行 い 年 齢 ・ 性 別 に よ っ て 結 果 を 変 え る こ と が 容 易 に 可 能 で あ る 。

参 考 文 献

[1] 平 成 26 年 度 我 が 国 経 済 社 会 の 情 報 化 ・ サ ー ビ ス 化 に 係 る 基 盤 整 備 （ 電 子 商 取 引 に 関 す る 市 場 調 査 ）, p.2. [2] 百 々 健 人 , 清 木 康 , “対 話 型 商 品 検 索 レ コ メ ン ド を 対 象 と し た 問 い 合 わ せ 自 動 生 成 シ ス テ ム”, DEIM2015, pp.1-pp.5, 2015.

[3] T.Kitagawa and Y.Kiyoki, “A mathematical Model of Meaning and its Application to Multidatabase Systems,” Proceedings of 3rd _{Issues on Data}

Engineering: Interoperability in Multidatabase Systems, pp.130-135, April 1993.

[4] 中 村 恭 子 , 金 子 昌 史 , 清 木 康 , 北 川 高 嗣 “意 味 の 数 学 モ デ ル に よ る 意 味 的 画 像 探 索 方 式 と そ の 学 習 機 構”, Information Processing Society of Japan, 1995.

[5] MeCab: Yet Another Part-of-Speech and Morpholo- gical Analyzer

http://mecab.googlecode.com/svn/trunk/mecab/doc/i ndex.html.

[6] D.M. Christopher, R. Prabhakar, and S. Hinrich: Introduction to Information Retrieval, Cambridge University Press, New York, 2008.

[7] ケ ン コ ー コ ム : http://www.kenko.com/

[8] “The Relationship between Recall and Precision”, JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR INFORMATION SCIENCE, January 1994