宗教类唐卡图像知识库的构建研究

第一章 绪论

1.1 引言

随着计算机应用技术的快速发展，以计算机为工具的信息处理技术经历了数值计算阶段和数据处理阶段，现已进入知识管理与处理阶段，即计算机正在向能够进行创造性思维活动的智能方向发展。计算机具有智能是计算机发展过程中的一个划时代的标志，这意味着信息社会步入了知识信息处理的新时代。特定应用领域知识库的构建研究是计算机具有智能的一个重要应用，其主要思想是通过知识库相关理论和技术，使计算机具有从领域专家处获取的专门知识和经验，解决特定领域中需要依靠专家才能解决的问题，最终达到利用计算机技术为人们提供领域知识服务的目的。通过构建特定领域的知识库，计算机能够模拟领域专家的思维过程，并按一定的知识推理方法和控制策略进行领域问题的逻辑推理，如期地为人们解决需要领域专家才能解决的困难问题，这已成为当前计算机科学研究的前沿热点问题之一。

1.2 选题背景及意义

构建知识库是提高知识的共享性、互操作性、可维护性及可重用性的一个有效途径。美国、日本以及欧洲等国家投入了大量的人力、物力对知识库进行研究和开发，目标是建立大型的、易维护的、可重用的知识库系统。影响较大的知识库研究有美国军方 DARPA 投资的HPKB、欧洲数国联合开发的 IBROW等，一些国外学者纷纷在知识库构建方面做了一些卓有成效的研究，Richard C. Hicks 关于 Knowledge base management systems-tools forcreating verified Intelligent systems描述了一个为业务规则和专家系统的发展与完善提供生命周期环境的知识库管理软件,Werner Winiwarter 关于运用基于扩展语言数的机器学习模型实现知识获取的研究，以及 Mark Craven, Dan DiPasquo, Dayne Freitag 等关于建立计算机可以理解且内容能够反映万维网的知识库的研究等，还有一些学者以规范的本体描述知识数据，构建具体应用领域的知识库，如美国雷塞尔大学研究开发的名为医学信息抽取的系统(MEDical Information Extraction, MedIE)，目的是从大规模自由文本临床记录中抽取和挖掘出大量患乳腺疾病的病人信息，实现应用系统的智能化。.................
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第二章 知识库的主要内容

知识库是人工智能(AI)和数据库(DB)结合的产物，如同数据库与网络技术的结合一样，也是新世纪数据库技术发展的又一基本方向，其特点表现为：数据库技术有助于人工智能的发展更进一步达到为特定领域服务的实用水平；人工智能在以数据库为基础的信息系统中可以增加强有力的表达和推理能力。知识库以具体的领域知识为研究对象，通过选择合适的知识表示方式，利用知识推理方法，结合数据库技术，构建相关领域中具有专家水平解题能力的智能系统。知识库能运用领域专家多年积累的经验与专门知识，模拟人类专家的思维过程，为人们解决需要专家才能解决的疑难问题。

2.1 知识的概念

2.1.1 数据、信息与知识

知识一词的含义，是和数据、信息有密切关联的，知识可以用数据表示，也可以被转化为信息。知识具有金字塔式的层次结构，噪声处在金字塔的最底层位置，可以从噪声中提取数据，并继续将数据转化为信息，进一步把信息转化为知识。知识、数据和信息之间的联系和区别可从以下两个方面说明：
第一，数据和信息是息息相关的。数据是记录信息的符号，是信息的载体和表示；信息是对数据的解释，是数据在特定场合下的具体含义，即相同的数据在不同的场合表示不同的信息，相同的信息可以用不同的数据表示。
第二，信息和知识之间是密切相关的，只有把有关的信息关联到一起加以使用，才能构成知识。所以人们把知识又称为是将有关的信息关联到一起所形成的信息结构。从三者之间的关系可以看出，数据、信息和知识是三个层面上的概念：数据经过加工处理形成信息，把有关信息关联到一起就构成了知识。

2.1.2 知识的要素

知识的要素是构成知识库必须的基本元素，包括概念、事实和规则三方面内容。(1) 概念。概念是知识最基础的内容，通常以名词形式出现，例如梅花，雪，水等。(2) 事实。事实是知识所表示的相关领域问题涉及到的事物、现象、状态的常识性内容，如事物的分类、属性、事实之间的关系、客观事实等。事实建立了概念之间的联系，是静态地为人们所共享的知识。
(3) 规则。规则由事实组成，建立起事实间的联系，它是领域问题中与事实的行动、动作相联系的因果关系知识，这种知识是动态的。..............
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第三章 宗教类唐卡图像知识表示............................. 16
3.1 归纳主尊类别 ...................................................... 16
3.2 确定主尊的概念数据模型................................... 17
3.3 产生式知识表示 .................................................. 20
3.4 本章小结 .............................................................. 21
第四章 知识获取与基本知识库................................. 22
4.1 图像库 .................................................................. 22
4.2 知识获取 .............................................................. 23
4.3 基本知识库 .......................................................... 25
第五章 知识推理........................................................ 32
5.1 知识查询方式 ...................................................... 32
5.2 知识推理 .............................................................. 33
5.3 解释机制 .............................................................. 35
5.4 本章小结 .............................................................. 36

总结

宗教类唐卡图像知识库的构建是知识库理论在唐卡图像学习和数字化保护方面的应用研究，有利于提高宗教类唐卡知识的共享性和可重用性。本文针对图像的主尊及描述主尊的属性特征，主要做了以下几个方面的研究：整理宗教类唐卡的详细类别。唐卡是富有藏传佛教文化特色的一个画种，其中宗教类唐卡依据主尊的身份特点大致分为佛、菩萨、祖师、佛母、本尊、护法、空行等类别。
建立各类别主尊的概念数据模型，由此确定知识库事实性知识。每一类别主尊的属性特征不同，以佛类、菩萨类、祖师类说明，其概念数据模型分别由佛、菩萨、祖师各实体的关系模式表示：佛（图像编号 1，主尊名称，图像编号 2，头饰，头饰(副)，面相，面数，臂数，肤色，左手印，右手印，左手所持主要法器，右手所持主要法器，姿态，台座，头光，背光，穿戴，佛身，所属教派，作品风格或流派，背景简介，图像）；菩萨（图像编号 1，主尊名称，图像编号 2，头饰，头饰(副)，面相，面数，臂数，肤色，左手印，右手印，左手所持主要法器，右手所持主要法器，姿态，台座，手饰，脚饰，耳饰，穿戴，裙裤色彩，飘带色彩，绑典，坐骑，头光，背光，所属教派，作品风格或流派，背景简介，图像）；祖师（图像编号 1，主尊名称，图像编号 2，头饰，头饰(副)，面相，肤色，左手印，右手印，左手所持主要法器，右手所持主要法器，姿态，坐骑，台座，头光，背光，所属教派，作品风格或流派，背景简介，图像）。..............