Expansion de la représentation succincte des générateurs minimaux

L'évolution rapide des techniques de génération et de stockage de données a permis à de nombreux organismes la création de bases de données volumineuses, pour stocker l'information nécessaire à leurs activités. Ces bases de données qui deviennent de plus en plus importantes sont réellement peu exploitées, alors qu'elles cachent des connaissances potentiellement utiles pour l'organisation. L'extraction de ces informations enfouies dans ces masses de données est traitée par la fouille de données ("Data Mining"). Ce projet de mémoire traite plus particulièrement le problème d'extraction des informations sous forme de règles d'associations. Le problème de la pertinence et de l'utilité des règles extraites est un problème majeur de l'extraction des règles d'associations. Ce problème est lié au nombre important de règles extraites et à la présence d'une forte proportion de règles redondantes. Nombreuses techniques de réduction de la famille de règles ont été publiées. Dans ce contexte, les résultats obtenus par l'analyse formelle des concepts (AFC) ont permis de définir un sous-ensemble de l'ensemble des règles d'associations valides appelés bases informatives. La génération de ces bases informatives se fait par une extraction efficace des itemsets fermés fréquents et leurs générateurs minimaux associés. Les générateurs minimaux composent les prémisses minimales de ces règles alors que leurs fermetures composent les conclusions maximales de ces règles. Cependant un survol de la littérature montre que les générateurs minimaux composant l'antécédent et la conséquence de ces bases, contiennent encore de la redondance. Une représentation réduite de ces générateurs minimaux est utile pour révéler la relation d'équivalence parmi les générateurs minimaux. Une étude a été menée dernièrement dans ce sens dans laquelle l'algorithme DSFS_MINER a été proposé et validé, permettant l'extraction d'une représentation succincte sans perte d'informations des générateurs minimaux. Notre contribution dans ce projet réside d'une part, dans l'étude et l'expérimentation d'approches de représentations succinctes des générateurs minimaux, et d'autre part, dans la proposition d'un algorithme d'expansion permettant la dérivation de tous les générateurs minimaux afin de constituer la famille entière des générateurs minimaux du contexte d'extraction.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Data Mining, Règles d'associations, Analyse formelle des concepts, Générateurs minimaux, Itemset fermés, Générateur minimal, Représentation succincte des générateurs minimaux

Extraction d'arguments de relations n-aires dans les textes guidée par une RTO de domaine

Today, a huge amount of data is made available to the research community through several web-based libraries. Enhancing data collected from scientific documents is a major challenge in order to analyze and reuse efficiently domain knowledge. To be enhanced, data need to be extracted from documents and structured in a common representation using a controlled vocabulary as in ontologies. Our research deals with knowledge engineering issues of experimental data, extracted from scientific articles, in order to reuse them in decision support systems. Experimental data can be represented by n-ary relations which link a studied object (e.g. food packaging, transformation process) with its features (e.g. oxygen permeability in packaging, biomass grinding) and capitalized in an Ontological and Terminological Ressource (OTR). An OTR associates an ontology with a terminological and/or a linguistic part in order to establish a clear distinction between the term and the notion it denotes (the concept). Our work focuses on n-ary relation extraction from scientific documents in order to populate a domain OTR with new instances. Our contributions are based on Natural Language Processing (NLP) together with data mining approaches guided by the domain OTR. More precisely, firstly, we propose to focus on unit of measure extraction which are known to be difficult to identify because of their typographic variations. We propose to rely on automatic classification of texts, using supervised learning methods, to reduce the search space of variants of units, and then, we propose a new similarity measure that identifies them, taking into account their syntactic properties. Secondly, we propose to adapt and combine data mining methods (sequential patterns and rules mining) and syntactic analysis in order to overcome the challenging process of identifying and extracting n-ary relation instances drowned in unstructured texts.Aujourd'hui, la communauté scientifique a l'opportunité de partager des connaissances et d'accéder à de nouvelles informations à travers les documents publiés et stockés dans les bases en ligne du web. Dans ce contexte, la valorisation des données disponibles reste un défi majeur pour permettre aux experts de les réutiliser et les analyser afin de produire de la connaissance du domaine. Pour être valorisées, les données pertinentes doivent être extraites des documents puis structurées. Nos travaux s'inscrivent dans la problématique de la capitalisation des données expérimentales issues des articles scientifiques, sélectionnés dans des bases en ligne, afin de les réutiliser dans des outils d'aide à la décision. Les mesures expérimentales (par exemple, la perméabilité à l'oxygène d'un emballage ou le broyage d'une biomasse) réalisées sur différents objets d'études (par exemple, emballage ou procédé de bioraffinerie) sont représentées sous forme de relations n-aires dans une Ressource Termino-Ontologique (RTO). La RTO est modélisée pour représenter les relations n-aires en associant une partie terminologique et/ou linguistique aux ontologies afin d'établir une distinction claire entre la manifestation linguistique (le terme) et la notion qu'elle dénote (le concept). La thèse a pour objectif de proposer une contribution méthodologique d'extraction automatique ou semi-automatique d'arguments de relations n-aires provenant de documents textuels afin de peupler la RTO avec de nouvelles instances. Les méthodologies proposées exploitent et adaptent conjointement des approches de Traitement automatique de la Langue (TAL) et de fouille de données, le tout s'appuyant sur le support sémantique apporté par la RTO de domaine. De manière précise, nous cherchons, dans un premier temps, à extraire des termes, dénotant les concepts d'unités de mesure, réputés difficiles à identifier du fait de leur forte variation typographique dans les textes. Après la localisation de ces derniers par des méthodes de classification automatique, les variants d'unités sont identifiés en utilisant des mesures d'édition originales. La seconde contribution méthodologique de nos travaux repose sur l'adaptation et la combinaison de méthodes de fouille de données (extraction de motifs et règles séquentiels) et d'analyse syntaxique pour identifier les instances d'arguments de la relation n-aire recherchée

Contribution à la maintenance des ontologies à partir d'analyses textuelles : extraction de termes et de relations entre termes

Les ontologies sont des nouvelles formes de contrôle intelligent de l'information. Elles présentent un savoir préalable requis pour un traitement systématique de l'information à des fins de navigation, de rappel, de précision, etc. Toutefois, les ontologies sont confrontées de façon continue à un problème d'évolution. Étant donné la complexité des changements à apporter, un processus de maintenance, du moins semi-automatique, s'impose de plus en plus pour faciliter cette tâche et assurer sa fiabilité.\ud L'approche proposée trouve son fondement dans un modèle cognitif décrivant un processus d'extraction de connaissances à partir de textes et de thésaurus. Nous mettons ainsi, les textes au centre du processus d'ingénierie des connaissances et présentons une approche se démarquant des techniques formelles classiques en représentation de connaissances par son indépendance de la langue. Les traitements textuels sont fondés principalement sur un processus de classification supporté par un réseau de neurones (ART 1) et sur l'Indexation Sémantique Latente appliquée sur des classes de termes. Partant de l'hypothèse que l'extraction -de connaissances à partir de textes ne peut se contenter d'un traitement statistique (ni même linguistique) de données textuelles pour accaparer toute leur richesse sémantique, un processus d'extraction de connaissances à partir d'un thésaurus a été conçu afin d'intégrer, le mieux possible, les connaissances du domaine au sein de l'ontologie. Ce processus est fondé principalement sur un calcul d'associations sémantiques entre des Vecteurs Conceptuels. Le modèle proposé représente une chaîne de traitement (ONTOLOGICO) au sein de la plateforme\ud SATIM. Ce modèle vise à assister les experts de domaine dans leur tâche de conceptualisation et de maintenance des ontologies en se basant sur un processus itératif supporté par un ensemble de modules, en particulier, un extracteur de termes, un lemmatiseur, un segmenteur, un classifieur, un module de raffinement sémantique basé sur l'Indexation Sémantique Latente et un identificateur de termes reliés basé sur le calcul de similarité sémantique entre les couples de vecteurs conceptuels. La découverte de relations entre termes pour les besoins d'une conceptualisation de domaine s'avère être le résultat d'une complémentarité de traitements appliqués tant sur des textes de domaine que sur un thésaurus. D'une part, les analyses textuelles fondées principalement sur l'application de l'Indexation Sémantique Latente sur des classes de termes génèrent des relations sémantiques précises. D'autre part, l'extraction de relations sémantiques à partir d'un thésaurus, en se basant sur une représentation par des Vecteurs conceptuels, constitue un choix théorique judicieux et performant. Ce processus joue en effet, un rôle important dans la complétude des relations.\ud Ce projet de recherche se place au coeur des échanges entre terminologie et acquisition de connaissances. Il amène une réflexion sur les divers paliers à envisager dans une telle démarche de modélisation de connaissances textuelles pour des objectifs de maintenance d'une ontologie de domaine. La méthodologie proposée constitue une aide précieuse dans le domaine de la maintenance des ontologies. Elle assiste les terminologues chargés de naviguer à travers de vastes données textuelles pour extraire et normaliser la terminologie et facilite la tâche des ingénieurs en connaissances, chargés de modéliser des domaines. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Maintenance d'ontologie, Traitement Automatique du Langage Naturel (TALN), Indexation Sémantique Latente, Vecteurs Conceptuels, Classification automatique, Réseaux de Neurones

Contribution à la construction d’ontologies et à la recherche d’information : application au domaine médical

This work aims at providing efficient access to relevant information among the increasing volume of digital data. Towards this end, we studied the benefit from using ontology to support an information retrieval (IR) system.We first described a methodology for constructing ontologies. Thus, we proposed a mixed method which combines natural language processing techniques for extracting knowledge from text and the reuse of existing semantic resources for the conceptualization step. We have also developed a method for aligning terms in English and French in order to enrich terminologically the resulting ontology. The application of our methodology resulted in a bilingual ontology dedicated to Alzheimer’s disease.We then proposed algorithms for supporting ontology-based semantic IR. Thus, we used concepts from ontology for describing documents automatically and for query reformulation. We were particularly interested in: 1) the extraction of concepts from texts, 2) the disambiguation of terms, 3) the vectorial weighting schema adapted to concepts and 4) query expansion. These algorithms have been used to implement a semantic portal about Alzheimer’s disease. Further, because the content of documents are not always fully available, we exploited incomplete information for identifying the concepts, which are relevant for indexing the whole content of documents. Toward this end, we have proposed two classification methods: the first is based on the k nearest neighbors’ algorithm and the second on the explicit semantic analysis. The two methods have been evaluated on large standard collections of biomedical documents within an international challenge.Ce travail vise à permettre un accès efficace à des informations pertinentes malgré le volume croissant des données disponibles au format électronique. Pour cela, nous avons étudié l’apport d’une ontologie au sein d’un système de recherche d'information (RI).Nous avons tout d’abord décrit une méthodologie de construction d’ontologies. Ainsi, nous avons proposé une méthode mixte combinant des techniques de traitement automatique des langues pour extraire des connaissances à partir de textes et la réutilisation de ressources sémantiques existantes pour l’étape de conceptualisation. Nous avons par ailleurs développé une méthode d’alignement de termes français-anglais pour l’enrichissement terminologique de l’ontologie. L’application de notre méthodologie a permis de créer une ontologie bilingue de la maladie d’Alzheimer.Ensuite, nous avons élaboré des algorithmes pour supporter la RI sémantique guidée par une ontologie. Les concepts issus d’une ontologie ont été utilisés pour décrire automatiquement les documents mais aussi pour reformuler les requêtes. Nous nous sommes intéressés à : 1) l’identification de concepts représentatifs dans des corpus, 2) leur désambiguïsation, 3), leur pondération selon le modèle vectoriel, adapté aux concepts et 4) l’expansion de requêtes. Ces propositions ont permis de mettre en œuvre un portail de RI sémantique dédié à la maladie d’Alzheimer. Par ailleurs, le contenu des documents à indexer n’étant pas toujours accessible dans leur ensemble, nous avons exploité des informations incomplètes pour déterminer les concepts pertinents permettant malgré tout de décrire les documents. Pour cela, nous avons proposé deux méthodes de classification de documents issus d’un large corpus, l’une basée sur l’algorithme des k plus proches voisins et l’autre sur l’analyse sémantique explicite. Ces méthodes ont été évaluées sur de larges collections de documents biomédicaux fournies lors d’un challenge international

Semi-Automatic Method to Assist Expert for Association Rules Validation

Abstract-In order to help the expert to validate association rules extracted from data, some quality measures are proposed in the literature. We distinguish two categories: objective and subjective measures. The first one depends on a fixed threshold and on data quality from which the rules are extracted. The second one consists on providing to the expert some tools in the objective to explore and visualize rules during the evaluation step. However, the number of extracted rules to validate remains high. Thus, the manually mining rules task is very hard. To solve this problem, we propose, in this paper, a semi-automatic method to assist the expert during the association rule's validation. Our method uses rule-based classification as follow: (i) We transform association rules into classification rules (classifiers), (ii) We use the generated classifiers for data classification. (iii) We visualize association rules with their quality classification to give an idea to the expert and to assist him during validation process

Affinités syntaxiques et sémantiques entre mots : apports mutuels de la linguistique et du TAL

Je présente un bilan des travaux que j'ai menés depuis mon recrutement à l'Université de Toulouse 2 - Le Mirail (1997) dans le domaine de la linguistique et du Traitement Automatique des Langues (TAL). J'ai exploré le lien entre ces deux disciplines de deux façons que j'estime complémentaires : tout d'abord, je considère le champ applicatif du TAL comme un terrain d'investigation important pour la linguistique. Le TAL, et de façon générale, les applications relevant du domaine de l'ingénierie des langues, sollicitent un renouvellement des objets d'étude de la linguistique et élargissent le champ de ses questionnements. En retour, la linguistique gagne à s'appuyer sur des procédures de découverte issues du TAL, basées sur le traitement de corpus numérisés et annotés et sur le recours à des techniques de quantification adaptées aux besoins de la description linguistique. Au sein de ce cadre général, les travaux que j'ai menés ont porté principalement sur deux thématiques de recherche que j'ai résumées sous les termes d'affinités sémantiques et syntaxiques. Le premier concerne la question du repérage des rapports de proximité sémantique entre différents types d'unités (mots, termes, structures prédicatives). Identifier sous la diversité des formulations des éléments de contenu similaire est un objectif crucial pour de nombreuses applications qui visent l'accès à l'information dans les textes. Dans cette perspective, j'ai cherché à considérer sur le plan linguistique cette question de la proximité sémantique, en faisant en particulier appel à des techniques d'analyse distributionnelle automatique qui visent à calculer les rapprochements sémantiques entre mots sur la base de la similarité de leur comportement syntaxique dans les corpus. Cette approche inductive des relations de sens déborde largement les limites des relations classiquement décrites en linguistique et sollicite des procédures nouvelles de description et de validation. Le second volet concerne la question des affinités syntaxiques entre mots : impliquée dans le projet de développement et d'exploitation d'un analyseur syntaxique automatique, syntex, je me suis intéressée à une question qui est au coeur des problèmes d'ambiguïté syntaxique, à savoir le rattachement des groupes prépositionnels. J'ai travaillé en particulier à la mise au point d'une méthode permettant de distinguer des types différents de rattachement prépositionnel, de nature argumentale ou adjonctive. Dans ce cas également, mon travail est guidé par un objectif qui relève du TAL (améliorer les performances d'un analyseur), et ce projet m'a amenée en retour à retravailler une question linguistique centrale en syntaxe, la distinction entre arguments et circonstants, et à développer des méthodes d'analyse de corpus qui permettent de substituer à une conception binaire de ces notions une appréciation plus graduelle de l'autonomie du groupe prépositionnel par rapport au verbe. Je propose donc de montrer comment les outils de TAL appliqués aux corpus offrent à la linguistique des instruments d'observation et d'expérimentation qui permettent d'aborder les faits langagiers par le biais de l'observation des usages et sous l'angle de la quantification. Ma conviction est que la linguistique ainsi outillée peut jouer un rôle plus important sur les nombreux terrains applicatifs qui nécessitent l'analyse de données langagières