一种在智能对话中实现上下文功能的方法

原文地址:http://blog.csdn.net/speeds3/article/details/78302774

智能对话中有一个经典的场景:

Q:上海的天气
A:上海的天气是……
Q:那北京的呢
A:北京的天气是……

第二个问句是一个特殊的问句,它的语义和前一句关联,但单独说它没有明确的意图。目前的olami开放平台提供的IDS模块(应用管理->配置模块->对话系统模块)自身可支持上下文,但对平台用户自己开发的NLI模块却没有提供直接的支持。不过我们可以通过一些办法实现这种功能。下面就介绍一下解决方案。

分析

这种上下文的语句有两种类型,一种是对前文的语义进行一部分的修改,另一种是补充前文语义缺失的部分。修改前文语义的语句一般都是问更多的信息,所以这里把处理这种语句的grammar称为more grammar;补充前文语义,一般都是补充osl语言描述的“slot”信息,所以处理它的grammar在本文叫做slot grammar。前面的例子就是修改前文语义,下例是补充前文语义的情况:

Q:查天气
A:你要查哪里的天气
Q:上海
A:上海的天气是……

大多数时候more grammar可以很好的解决问题,但有些情况就不适用。比如:

Q:买机票
A:请问你要从哪里出发
Q:上海                    ⑴
A:请问你要去哪里
Q:北京                    ⑵
A:上海到北京的机票

⑴和⑵两句的类型完全相同,但slot名称不同,只能用同一句grammar来抓取。如果用more grammar来处理,拿到语义后还要纠正slot的名称,这和一般的more grammar有一定的区别。所以将其设定为特殊的more grammar —— slot grammar,在这当中进行设置slot的操作。

利用前面定好的规则,我们希望实现如下场景:

Q:查天气
A:你要查哪里的天气
Q:上海
A:上海的天气是……
Q:那北京的呢?
A:北京的天气是……
Q:南京的呢
A:南京的天气是……

另外,如果有多个应用,不应该出现一个模块的more处理了另一个模块上文的情况:

Q:导航去南京
A:到南京的路线……
Q:那北京的呢?    // 这是天气的more
A:北京的天气是……  // 不应该出现这种情况

最后,两个应用模块共同的more语法要能被正确的模块处理:

Q:查天气
A:你要查哪里的天气
Q:上海
A:上海的天气是……
Q:导航
A:你要去哪里
Q:上海
Q:到上海的路线是……

总结起来,我们的目标有:

  1. 模块的more可以继承上文的部分语义组合成一个完整的语义;

  2. 一个模块的more不应该继承另一个模块的上文;

  3. 相同的句式(例如整句是一个地点)能被正确的模块处理。

方案

计划用两个功能模块和一个公共模块来演示上下文的功能。两个功能模块一个是天气,功能是查指定城市的天气;另一个是导航,考虑到简化流程,只接收目的地的设置,出发地理解为当前地点。公共模块用来处理一些两个模块都要支持的more语句,例如“北京”这种。

实现

语法平台的操作

首先在平台上建三个新的模块,分别是weather(天气),navi(导航)和common(公共模块)。

然后,由于三个模块都需要一个地点的slot,所以每个模块都添加上:

一种在智能对话中实现上下文功能的方法_第1张图片
增加location slot

高级设置中设置验证类别,之后应用时系统会自动验证抓到的内容是不是这个类型。同时引用类型设置为地点,以后可以用”那里“来引用上文的地点:

一种在智能对话中实现上下文功能的方法_第2张图片
设置slot类型

接下来依次添加需要的grammar,注意要覆盖上文需要实现场景中的所有情况。普通的grammar和平常一样写,more的grammar将modifier设置为more:

weather

不带location:[我要|帮我|我想]查[[一]下]天气<{@=query}>

带location的完整grammar:(|(那里|那儿)<{location@=last}>)的天气[怎[么]样]<{@=query}>

more grammar:([那]的[呢|怎么样|如何]|查[的]|(呢|怎么样|如何))<{@=more}>

navi

(帮我|我要)导航<{@=navi}>

导航(去|到)(|(那里|那儿)<{location@=last}>)<{@=navi}>

([那](到|去)[的]呢|[我要|我想]去)<{@=more}>

common

抓整句作为location slot:(|(那儿|那里)<{location@=last}>)<{@=slot}>

客户端的内容

本文用swt来实现客户端。导入olami java client sdk之后就能使用其提供的nli接口了。由于olami服务器目前只能提供一句话的语义解析,而不能指定上下文,所以客户端需要保存一些状态。这些状态包括:

  1. 处理上一回合语义的模块。用于判断本回合的more语义是否要进行处理。

  2. 上一回合模块是否处于等待slot输入的状态,以及需要的slot名称。这样同类型不同名称的slot不会被混淆。

  3. 上一回合的语义。目的是和本回合的more或slot语义进行合并,得到完整的语义。

和nli接口的交互封装在NliService类中。另外我们定义的每一个应用模块都有一个相应的app类处理其语义。这些类由NliService统一管理。NliService收到服务器返回语义后,会做一些简单的处理,如果是公共模块的语义就交给正确的上文app,其他的语义按照它的app名称进行分配。下面是NliService的代码:

package moredemo;

import java.io.IOException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.HashMap;

import ai.olami.cloudService.APIConfiguration;
import ai.olami.cloudService.APIResponse;
import ai.olami.cloudService.APIResponseData;
import ai.olami.cloudService.TextRecognizer;
import ai.olami.nli.NLIResult;
import ai.olami.nli.Semantic;
import app.App;
import app.NaviApp;
import app.WeatherApp;

public class NliService {

    private static final String appkey = "85d85d62d2b3450c97c2f547c7d8de48";
    private static final String appSercert = "57467df93d4c4f65a176ab06cca660ee";
    private HashMap appService = new HashMap<>();

    private static String lastapp = null;

    private TextRecognizer recognizer = null;

    public void init() {
        APIConfiguration config = new APIConfiguration(appkey, appSercert, APIConfiguration.LOCALIZE_OPTION_SIMPLIFIED_CHINESE);
        recognizer = new TextRecognizer(config);

        // 初始化app服务,key与nli系统中的app名称对应,方便使用。
        appService.put("weather", new WeatherApp());
        appService.put("navi", new NaviApp());
    }

  // 通过用户输入得到处理结果
    public String process(String input) {
        String result = null;
        if (recognizer != null) {
            try {
                APIResponse response = recognizer.requestNLI(input);
                result = handleResponse(response);
            } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return result;
    }

    private String handleResponse(APIResponse response) {
        if (response.hasData()) {
            APIResponseData data = response.getData();
            if (data.hasNLIResults()) {
                NLIResult nliResult = data.getNLIResults()[0];
                String content = nliResult.getDescObject().getReplyAnswer();
                if (nliResult.getDescObject().getStatus() == 0 && nliResult.hasSemantics()) {
                    Semantic sem = nliResult.getSemantics()[0];
                    String appname = sem.getAppModule();
                    if (appname.equals("common")) {
            // 处理公共语义,交给lastapp处理
                        if (lastapp != null) {
                            App app = appService.get(lastapp);
                            if ("slot".equals(app.status())) {
                                return app.getResult(sem);
                            } else {
                                return "抱歉,你说的我还不懂";
                            }
                        }
                    } else {
                        App app = appService.get(appname);
                        if (app != null) {
                            String result = app.getResult(sem);
                            lastapp = appname;
                            return result;
                        } else {
                            return "错误:未知服务类型";
                        }
                    }
                } else {
                    return content;
                }
            }
        }
        return "抱歉,你说的我还不懂";
    }

    public static String getLastApp () {
        return lastapp;
    }
}

模块app中保存了上一回合的语义,以及一个回合结束之后app的状态。通过语义中的特殊标记(“more”或”slot)和普通的modifier,与slot信息一起得到结果。由于没有数据源,所以结果都只用一句话来代替。为了清晰的展示返回结果是由哪个app处理的,代码中在每个回答前加上了【app名称】的前缀。下面是weatherapp的代码:

package app;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import ai.olami.nli.Semantic;
import ai.olami.nli.slot.Slot;
import moredemo.NliService;

public class WeatherApp implements App {

    private List modifiers = new ArrayList<>();
    private List lastmods = new ArrayList<>();

    private Map slots = new HashMap<>();

    // 保存当前的app状态,目前有"slot"一种可能,表示拿到的语义缺少slot信息,需要用户继续输入。
    // 此时slotgrammar才会生效
    private String status = null;

    private String op = null;

    @Override
    public String getResult(Semantic sem) {
        // 保存前一个回合的modifier,便于处理more和slot的情况
        List temp = lastmods;
        lastmods = modifiers;
        modifiers = temp;
        modifiers.clear();

        // 设置新的modifier
        for (String mod : sem.getGlobalModifiers()) {
            modifiers.add(mod);
        }

        // 目前的功能只需要,并且语法中的语句都只有一个modifier,扩展的话需另作处理
        if (modifiers.size() == 1) {
            String modifier = modifiers.get(0);
            if (modifier.equals("more")) {
                // 通过nliservice中的lastapp是否是这个app判断是否要解析此more语义
                if (!"weather".equals(NliService.getLastApp())) {
                    return "【weather】抱歉,我不明白你的意思";
                } else {
                    setSlots(sem.getSlots());
                    return result();
                }
            } else if (modifier.equals("slot")) {
                // lastapp是此app且此app处于“slot”状态时才处理此slot语义
                if (!"weather".equals(NliService.getLastApp())) {
                    return "【weather】你给我的信息太少了";
                } else if (!"slot".equals(status)) {
                    return "【weather】我不明白你跟我说的是什么";
                } else {
                    setSlots(sem.getSlots());
                    return result();
                }
            } else {
                // app的一般流程,这里表示modifier是“query”的情况
                reset();
                op = modifier;
                setSlots(sem.getSlots());
                return result();
            }
        } else {
            return "【weather】我的神经发生了混乱";
        }
    }

    // 通过保存的op和slots的组合确定当前执行哪种操作,并设置对应的app状态
    private String result() {
        if (op.equals("query")) {
            if (slots.containsKey("location")) {
                String location = slots.get("location").getValue();
                status = null;
                return "【显示" + location + "的天气】";
            } else {
                status = "slot";
                return "【weather】你要查哪里的天气呢?";
            }
        } else {
            status = null;
            return "【weather】我好像出了点问题?";
        }
    }

    // 把参数slots中的slot信息保存起来
    private void setSlots(Slot[] slots) {
        for (Slot slot : slots) {
            this.slots.put(slot.getName(), slot);
        }
    }

    private void reset() {
        slots.clear();
        op = null;
    }

    @Override
    public String status() {
        return status;
    }

}

navi的代码和它大同小异。

运行结果

加上一个简单的界面,就可以测试输出结果。

  1. 可以进行追问:
一种在智能对话中实现上下文功能的方法_第3张图片
天气的追问
  1. 天气的more grammar不会处理导航的上文:
一种在智能对话中实现上下文功能的方法_第4张图片
天气more与导航上文
  1. 相同的句式不会混淆:
一种在智能对话中实现上下文功能的方法_第5张图片
相同句式

这样前文期望的目标基本都实现了。

总结与展望

通过给语法做标记,再在客户端做一些工作,我们可以实现一些基本的上下文处理。这已经可以满足相当一部分应用对上下文理解的需求。当然由于不是在语法匹配上支持的上下文,这里的办法有一些局限性,当应用数量和复杂度提高时很可能会出现问题。希望olami平台能尽快在服务端增加上下文的功能,这样使用起来就可以更加简便,应用的处理逻辑也可以更加简明和清晰。

源码地址:https://gitee.com/stdioh_cn/moredemo.git

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