EMa - Erschließungsmaschine - Automatische Vergabe von GND-Schlagwörtern mit Annif - Ergebnisse einer Evaluation im DNB-Projekt EMa - Wiki

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EMa – Erschließungsmaschine

Automatische Vergabe von GND-Schlagwörtern mit Annif
 - Ergebnisse einer Evaluation im DNB-Projekt EMa

              Sandro Uhlmann | Deutsche Nationalbibliothek
EMa - Erschließungsmaschine - Automatische Vergabe von GND-Schlagwörtern mit Annif - Ergebnisse einer Evaluation im DNB-Projekt EMa - Wiki
2
        EMa – Erschließungsmaschine

    •   Projekt EMa: Ausgangslage, Ziele, Evaluation

    •   Ergebnisse der automatischen Indexierung mit GND-
        Vokabular

    •   Ausblick
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3
      Maschinelle Inhaltserschließung in der DNB

    Maschinelle Klassifizierung von   Maschinelle Beschlagwortung von
    Netz- und ausgewählten            Netz- und ausgewählten
    Printpublikationen mit DDC-       Printpublikationen anhand der
    Sachgruppen und DDC-              normierten Terminologien GND
    Kurznotationen (Support Vector    und LCSH (Text Mining,
    Machine)                          Textstatistik)

                                       Software:
                                       Averbis Extraction
                                       Platform (AEP)
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        Erschließungsmaschine - Ziele

        Ziel des Projektes EMa ist die Ablösung des bislang eingesetzten
        Averbis-Software (Altsystem) durch ein den fachlichen und
        technischen Anforderungen entsprechendes, modular aufgebautes
        System zur maschinellen Inhaltserschließung.

        Stichworte (Auswahl):

        #Klassifizierung mit unterschiedlichen Klassifikationssystemen
        #Indexierung mit kontrolliertem Vokabular
        #Sprachenidentifizierung     #Modularität
        #Erweiterung um neue Funktionen oder Verfahren
        #kontinuierliche Verbesserung der Erschließungsergebnisse u.a.

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5
        Erschließungsmaschine – Skizze einer modularen
        Architektur

2020-12-03
6
    Projektstruktur und Planung

                                                       01.04.2019
       Phase 1:                                        –
                                                       31.10.2019
       Anforderungssammlung, Marktsichtung

       Phase 2:                                        01.11.2019
                                                       –
       Evaluation, Anschaffung, Anpassung und          31.08.2021
       Implementierung

       Phase 3:                                        01.09.2021
                                                       –
       Produktivnahme und Konsolidierung (sukzessive   31.03.2022
       Ablösung des Altsystems durch das neue
       Erschließungssystem)
7
       Projektphase 2.1A: Evaluation

       Für eine erste Iteration wurden zunächst nur die
       Kernfunktionalitäten betrachtet, die für eine Ablösung des
       Altsystems prioritär sind:

                  Automatische Klassifizierung (DDC-Sachgruppen oder
                  DDC-Kurznotationen) für deutsch- und
                  englischsprachige Publikationen

                  Automatische Beschlagwortung mit GND-Vokabular für
                  deutschsprachige und mit GND- und LCSH-Vokabular
                  für englischsprachige Publikationen

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8
    Projektphase 2.1A: Evaluation

    -                    Open Source Werkzeugkasten zur automatischen
        Klassifizierung und Indexierung, entwickelt an der Finnischen
        Nationalbibliothek in Helsinki, Chefentwickler: Osma Suominen

    -   sprachunabhängig, kombiniert verschiedene Verfahren des Text
        Mining und des maschinellen Lernens

    -   Verfahren können einzeln genutzt werden oder in Kombination
        (Ensembles)

        Siehe auch http://annif.org/ und Suominen, O., 2019. Annif: DIY automated subject indexing using multiple algorithms.

        LIBER Quarterly, 29(1), pp.1–25.
9
    Annif – Testcases GND-Schlagwörter

       Testcase GND Top-0
                                               Trainingsmaterial, deutsch:
       Alle GND-Konzepte*
                                               Es existiert kein
       Anzahl: 1.254.577                       vollständiges Trainingsset für
                                               alle GND-Konzepte, nur
                                               339.099 haben mind. einen
                                               Textobjekt, 915.478 haben
     Testcase GND Top-1
                                               kein Textobjekt.
      Alle GND-Konzepte* mit mind. 1
      Titeldatenverknüpfung in 041A*
      im Bestand der DNB

      Anzahl: 339.099

                            *Katalogisierungslevel 1 oder z und aus dem Teilbestand s
10
     Annif – Testcases GND-Schlagwörter

        Testcase GND Top-0

        Alle GND-Konzepte*                        Trainingssets

        Anzahl: 1.254.577                         1.164.773 Titel

                                                  627.504 TOCs plus Titel

                                                  126.213 Volltexte plus Titel

      Testcase GND Top-1

       Alle GND-Konzepte* mit mind. 1
       Titeldatenverknüpfung in 041A*
       im Bestand der DNB

       Anzahl: 339.099

                             *Katalogisierungslevel 1 oder z und aus dem Teilbestand s
11
             Annif - Ergebnisse GND-Schlagwörter

             Testset: 1.068 NPs | Gold-Standard: F1-Score (n=5 SW)

                                                                       nn-ensemble 0,338

                                                                           ensemble 0,340

                                                                      omikuji-bonsai 0,342

                                                              omikuji-attention 0,328

                                                                             pav 0,329

                                                          omikuji-parabel 0,312

                                             fasttext 0,270

                                            averbis 0,265

         tfidf 0,140

        maui 0,137

0,100                  0,150      0,200           0,250                  0,300               0,3
12
          Annif - Ergebnisse GND-Schlagwörter

          Testset: 937 TOCs | Gold-Standard: F1-Score (n=5 SW)

                                                                         ensemble 0,400

                                                                       nn-ensemble 0,405

                                                                      omikuji-bonsai 0,408

                                                                      pav 0,377

                                                               omikuji-attention 0,394

                                                           omikuji-parabel 0,377

                                  fasttext 0,292

                           averbis 0,270

          maui 0,198

tfidf 0,168

  0,150            0,200       0,250               0,300             0,350               0,400
13
     Annif – das assoziative Verfahren omikuji-bonsai
     und das lexikalische Verfahren maui im Vergleich
     Testset: 2.783 TOCs | Ausgabe n=10 SW

                                                                            Testkorpus gesamt
                                                                                  7.825

                       maui 2.695                         Anzahl True Positives
                                                          gesamt

                                 omikuji-bonsai 5.141

          0    1.000     2.000      3.000       4.000       5.000         6.000      7.000      8.000   9.000

                                      Testkorpus gesamt    maui     omikuji-bonsai
14   Annif – Vergleich omikuji-bonsai vs. maui

     Testset: 2.783 TOCs | Ausgabe n=10 SW

                                                                        Testkorpus gesamt
                                                                              4.844

                                                                     Anzahl True Positives/False
                    maui 1.770                                       Negatives reduziert auf die
                                                                     Vorkommenshäufigkeit 1

                         omikuji-bonsai 3.067

         0       1.000            2.000                   3.000              4.000          5.000   6.000

                                      Testkorpus gesamt       maui   omikuji-bonsai
15   Annif – Vergleich omikuji-bonsai vs. maui

     Testset: 2.783 TOCs | Ausgabe n=10 SW

     True Positives                True Positives                       False Negatives
     omikuji-bonsai                omikuji-bonsai                    Testkorpus Rest 1.777
       und maui                        2.420
          647

        13,36%                         49,96%                                36,68%

     True Positives   True Positives                   False Negatives
     omikuji-bonsai       maui                      Testkorpus Rest 3.074
       und maui           1.123
          647
        13,36%           23,18%                           63,46%

     Anzahl True Positives/False Negatives reduziert auf die Vorkommenshäufigkeit 1
16
     Annif – Intellektuelle Bewertung
     Einzelbewertung

     434 Datensätze (NPs)

     1.650 durch Annif vergebene GND-Schlagwörter

                        Falsch
                         153                                 Intellektuelle Bewertung
                         9%
                                                             durch die Indexierer* der
                                                             Abteilung Inhaltserschließung
              Wenig
                                   Sehr nützlich
             nützlich
               364
                                       710                   Bewertungsskala:
                                       43%
              22%

                                                                 Sehr nützlich
                        Nützlich
                          423
                                                                 Nützlich
                         26%                                     Wenig nützlich
                                                                 Falsch

     GND-Schlagwörter n = max 5                    735 Fehlende Aspekte (1,69 Ø)
17
     Vergleich* Annif vs. Averbis

     434 Datensätze (NPs)                                 434 Datensätze Reihe O 2020 (NPs)

     1.650 Annif mSW                                      1.585 Averbis mSW

                    Falsch
                     153                                          Falsch
                     9%                                                         Sehr
                                                                   351
                                                                               nützlich
                                                                   22%
          Wenig               Sehr                                               497
         nützlich            nützlich                                           31%
           364                 710
          22%                 43%
                                                                Wenig
                                                               nützlich
                                                                 390           Nützlich
                Nützlich
                                                                25%              347
                  423
                 26%                                                            22%

     735 Fehlende Aspekte (1,69 Ø)                        859 Fehlende Aspekte (1,98 Ø)

                                *kein 1:1 Vergleich, Averbis: gleiche Anzahl Datensätze, zufällig ausgewählt
18        Vergleich ground truth - annif vs. averbis

          Testkorpus: test_title-fulltext_gnd_1 (434 Datensätze NPs)

     annif F1-score                                                          0,338
           @5

averbis F1-score                                                     0,286
       @5

     annif F1-score                                                0,273
          @10

averbis F1-score                                          0,226
      @10

                  0,000   0,050   0,100   0,150   0,200    0,250     0,300   0,350   0,400
19
     Projektphase 2.1A: Entscheidung

     – Annif erfüllt nicht nur die fachlichen Kernfunktionalitäten,
        sondern ist auch aus technischer Sicht grundsätzlich für einen
        produktiven Betrieb in der DNB geeignet

     – Annif ist für einen Start zum Aufbau der modularen
        Erschließungsmaschine geeignet und bietet eine Aussicht auf
        ein Erreichen der Projektziele einer "kontinuierlichen
        Verbesserung der Erschließungsergebnisse" sowie einer
        zeitnahen „Ablöse des Averbis-Systems“
20

               EMa – Erschließungsmaschine

             Danke für Ihre Aufmerksamkeit.
                      s.uhlmann@dnb.de

2020-12-03
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