一种基于知识图谱的电子笔记优化方法及系统

本发明涉及人工智能技术教育，具体而言，涉及一种基于知识图谱的电子笔记优化方法及系统。

背景技术：

1、将纸质笔记数字化可以带来诸多便利，使得笔记更易管理、搜索和分享。以下是一些利用数字化手段处理纸质笔记的方法：(1)扫描：使用扫描仪或智能手机应用将纸质笔记扫描为数字格式(如pdf或图片)，然后保存到电脑或云存储中。(2)ocr识别：对于扫描得到的文档，可以使用光学字符识别(ocr)技术将手写文字转换为可编辑的文本格式。这样一来，就可以直接在电脑上编辑、搜索和复制笔记内容。(3)笔记应用：使用数字笔记应用，如evernote、onenote、notion等，创建电子笔记本并将纸质笔记内容输入其中。这样可以方便地管理和组织笔记，并且可以在多个设备上同步访问。(4)扫描文档管理软件：使用扫描文档管理软件，如adobe acrobat、camscanner等，将扫描得到的纸质笔记保存为可搜索的pdf文档。这样可以通过关键词搜索快速找到需要的笔记内容。(5)笔记标签：对数字化的笔记进行标签分类，以便更方便地检索和浏览。可以使用标签来标记笔记的主题、日期、重要性等信息。(6)云存储：将数字化的笔记保存到云存储服务(如google drive、dropbox、onedrive等)中，以确保数据安全并且可以随时随地访问。(7)手写笔记应用：使用支持手写输入的应用，如goodnotes、notability等，直接在电子设备上进行手写笔记。这样可以充分利用数字化的便利性，同时保留手写笔记的体验。笔记软件方面需要按照其软件的要求规范去输入和组织笔记，要借手机或者电脑等电子设备才能够完成，并通过笔记软件将规范化的数据导入到知识图谱中。笔记硬件产品需要专门使用其产品进行笔记录入，以便内容识别和存储，在课堂上使用这两种方式，要做到人手一台，这在推广方面是受限的。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于纸质笔记的优化处理技术，利用多个学习者对同一个学习专题的日常纸质笔记知识来提炼一份综合的笔记知识，进而提高知识图谱构建的数据来源和自动化程度。

2、为了实现上述技术目的，本技术提供了一种基于知识图谱的电子笔记优化方法，包括以下步骤：

3、在移动端，扫描教学材料以及教学材料上的笔记，上传至服务器端；

4、在服务器端，基于预设的评价标准，对笔记进行评价后排序，通过选择基础样本，根据预设的语义相识度，将基础样本与排序的其他笔记进行逐句比较，对基础样本的内容进行补充优化，依据优化结果的主题和概念，作为实体与关系生成知识图谱；

5、响应于在服务器端生成知识图谱，在移动端，将知识图谱与笔记内容进行映射，生成电子笔记。

6、优选地，响应于在移动端扫描笔记，在服务器端，根据笔记的信息，生成五元组信息(si,date,id,c,q),其中si表示学生的id，date表示笔记日期，id表示内容单元标识符，c表示笔记内容，q表示笔记内容的质量；并根据预设的评价标准，对五元组信息进行评价后排序。

7、优选地，在对五元组信息进行评价排序的过程中，依据对历史笔记质量的评价值、预设的笔记质量的评价值，以及笔记与教学材料的体现度估算值，对笔记内容的质量进行评价，并根据评价结果对笔记进行排序，其中，体现度估算值表示笔记与教学材料的匹配程度。

8、优选地，在对笔记内容的质量进行评价的过程中，笔记内容的质量的评价过程表示为：

9、

10、式中，a1+a2+a3＝1，n为评价人数，r(si)表示对历史笔记质量的评价值，t(si)表示预设的笔记质量的评价值，v(si)表示学生笔记与教学材料的体现度估算值，其中，若n＜1，则a1＝0。

11、优选地，在获取笔记与教学材料的体现度估算值的过程中，获取笔记与教学材料的体现度估算值的过程，包括以下步骤：

12、步骤1：对笔记和教学材料中的文本进行分词，将文本划分成一个个单词或子词；

13、步骤2：分别获取笔记和教学材料的词向量，并计算出它们的平均值:其中n是文本中的词汇数量,vi是第i个词汇的词向量；

14、步骤3：使用笔记和教学材料的平均词向量a和b，计算它们之间的近似度为

15、步骤4：提取笔记的每个图像和教学材料中的图像,分别形成图片集p1和p2，以p1中的每张图片去与p2集合中的每个图像匹配，选取其中的最高匹配值pmaxi,得到笔记图像总的匹配度为：

16、步骤5：获取笔记在教学材料的原始体现度为：v′(si)＝k+p；

17、步骤6：将笔记的原始体现度映射为体现分数，表示为：

18、

19、优选地，在获取预设的语义相识度的过程中，根据笔记q(si)质量值，从高到底进行排序，选择出排名前20％的笔记内容集合e，以q(si)排名第一的笔记内容为基础样本，对e中其它笔记内容的每一句话逐一与基础样本的句子进行语义相识度比较，选出其中的最高值cmax,作为语义相识度。

20、优选地，在对基础样本的内容进行补充优化的过程中，如果cmax值低于0.5，则将该内容添加到基础样本中的补充笔记内容区域；如果cmax值大于0.5但小于0.8，则两部分内容归并成相关内容集r，并在基础样本响应位置进行标记，说明有相关的补充内容；最后形成一个针对特定专题的优化后的笔记内容n＝(o,a,r),其中，o为q(si)排名第一的笔记内容，a为e中其它笔记与排名第一的笔记相识度低的内容，r为e中其它笔记与排名第一的笔记部分相似的内容。

21、优选地，在生成知识图谱的过程中，通过教师、专家对生成的知识图谱进行点评以及补充修正后，与笔记内容进行映射。

22、本发明公开了一种基于知识图谱的电子笔记优化系统，包括：

23、数据采集模块，用于部署在移动端，扫描教学材料以及教学材料上的纸质笔记，上传至服务器端；

24、数据处理模块，用于部署在服务器端，与数据采集模块进行数据交互，基于预设的评价标准，对笔记进行评价后排序，通过选择基础样本，根据预设的语义相识度，将基础样本与排序的其他笔记进行逐句比较，对基础样本的内容进行补充优化，依据优化结果的主题和概念，作为实体与关系生成知识图谱；

25、笔记生成模块，用于部署在移动端，响应于在服务器端生成知识图谱，将知识图谱与笔记内容进行映射，生成电子笔记。

26、优选地，数据处理模块，响应于在移动端扫描笔记，根据笔记的信息，生成五元组信息(si,date,id,c,q),其中si表示学生的id，date表示笔记日期，id表示内容单元标识符，c表示笔记内容，q表示笔记内容的质量；并根据预设的评价标准，对五元组信息进行评价后排序；

27、在对五元组信息进行评价排序的过程中，依据对历史笔记质量的评价值、预设的笔记质量的评价值，以及笔记与教学材料的体现度估算值，对笔记内容的质量进行评价，并根据评价结果对笔记进行排序，其中，体现度估算值表示笔记与教学材料的匹配程度；

28、在对笔记内容的质量进行评价的过程中，笔记内容的质量的评价过程表示为：

29、

30、式中，a1+a2+a3＝1，n为评价人数，r(si)表示对历史笔记质量的评价值，t(si)表示预设的笔记质量的评价值，v(si)表示学生笔记与教学材料的体现度估算值，其中，若n＜1，则a1＝0。

31、本发明公开了以下技术效果：

32、本发明通过对不同学习者的同一门课或者同一本书的学习笔记进行筛选、融合和提炼，形成一个多版本分层次的综合学习笔记；基于多来源综合收集知识要点的智能性和便利性，也为知识图谱的自动化构建提供了一条新思路。