人機互動的決策分析方法
2024-01-25 10:47:15
專利名稱：人機互動的決策分析方法
技術領域：
一般的，計算機-使用者交互集中在使用者更多的遵守計算機的特性而不是計算機順從使用者。例如，當使用者處於無計算機交互(例如人-人交互)中，典型的使用語言和非語言信號進行交流，這在計算機-使用者交互中一般不行。而是，用戶被強迫利用計算機更容易理解的方式輸入信號到計算機-例如限定的聲音輸入、用鍵盤的文本輸入、指針、利用滑鼠移動並點擊輸入等。結果，計算機-使用者界面的這個強加的不自然性阻礙了使計算機更容易使用並且更成為日常生活的直覺部分的努力。
在人-人對話中，講話者和聽者優雅地協調語言的表達和接收以達到並確認互相理解。在此過程中，他們在不肯定的情況下作出決定使誤解的風險最小並且促進了接近行為目標。在對話中經常出現不確定性。例如，聽者可能不確定發言的清晰度。同樣地，發言者可能不確定聽者的注意程度或理解程度。儘管參與者可能忍受很小程度的不確定，但是過分地超過給定的範圍就可以導致誤會以及所有其相關的代價，例如不想要的太早終止共同行為。
在人-機對話中，集成了部分技術(例如語音識別、文本到語音和自然語言生成)的語言交互系統的成功依靠部分技術的精度。然而，雖然人-人對話的特徵是不確定性和不精確性，但幾乎在所有情況下，人們很好的實現了交流。他們顯示的不僅僅是考慮關鍵不確定性及其代價的能力，而且他們可以想出策略(例如暫停)來協同地解決它們。相反的，處理在人機對話中的不確定性的現有技術實行的遠遠不好。
處理在人機對話中的不確定性的現有技術，例如關於聽者的注意程度和理解程度的不確定性，通常是專門的。現有技術一般不考慮不確定性的來源以及怎樣解決它們。例如，他們一般不區分由於通信信道保真度不好或者由於進行發言時用戶注意力不集中導致的交流失敗。這使在遇到不確定時系統不強壯或不靈活，並且使使用者產生不太自然的前後關聯的感受。
由於這些和其他原因，需要本發明。
發明概述本發明涉及多層決策分析方法，用於在計算機-使用者交流中報告失敗並修補。在一個實施例裡，一個計算機化的系統修補在計算機-使用者交互的範圍中的通信失誤，並且它包含了一個維護模塊，一個意圖(intention)模塊，和一個會話控制子系統。維護模塊處理關於信號識別和信道保真度的不確定性。意圖模塊由維護模塊支持，並且處理關於從信號中識別使用者的目標的不確定性。會話控制子系統包圍以上兩個模塊，並且處理計算機與使用者之間的共同行為，還處理有關共同行為的一個或多個高層事件。
從而，在本發明的一個實施例裡，每個模塊和控制子系統處理不同層次的不確定性。所述維護模塊處理信道層次和信號層次的不確定性。所述意圖模塊處理意圖層次的不確定性。所述會話控制子系統處理會話層次的不確定性。
以此方式，本發明的實施例提供了優於現有技術的優勢。通過辨認在人機對話裡不確定性位於何處，該發明的系統可以更自然的從可能由不確定性導致的任何失誤中恢復。例如，當不確定性位於信道層次時(例如在計算機與使用者之間的基本連結上有故障)，完成修補所利用的方法與不確定性位於意圖層次時(例如，使用者不理解計算機的意圖，或者計算機不理解使用者的意圖)的方法不同。最終結果是使用者感覺人機互動更自然。
本發明的實施例包含不同實施例的計算機執行的方法，計算機可讀媒體，和計算機化子系統。通過參考附圖閱讀以下詳細說明，本發明的其他實施例、優點和方面將變得很明顯。
附圖簡述
圖1是與本發明實施的具體實施例相關的運行環境的圖表；
圖2是根據本發明實施例的系統的圖表；圖3是根據本發明實施例的基於決策的轉移網絡(DTN)的圖；圖4(a)是顯示根據本發明實施例的在意圖層次利用的閾值p*的圖表；圖4(b)是顯示根據本發明實施例的在維護層次利用的閾值p1*和p2*的圖；圖5是根據本發明的實施例的方法的流程圖。
本發明詳細描述在本發明的範例性實施例的以下詳細描述中，參考了形成了說明書的一部分的附圖，這些附圖使用圖示性方法顯示本發明可以實行的特定的示例性實施例。足夠詳細地說明這些具體實施例以使本領域技術熟練人員可以實踐本發明，應該理解，也可以利用其他實施例，並且在不離開本發明的精神和範圍前提下可以實行邏輯的、機械的、電學的和其他的改變。因而，以下詳細的描述不應該被認為是限制性的，本發明的範圍僅僅由權利要求書確定。
以下詳細說明的一些部分是用對計算機存儲器裡的數據位的運算的算法和符號表示來表示。這些算法的說明和表示是數據處理領域技術熟練人員使用的方法，可以最有效的傳遞他們工作的實質內容給此領域其他技術熟練人員。這裡算法被認為是導向所需結果的自相一致的步驟系列。所述步驟是需要物理地處理物理量的步驟。通常，儘管不是必需的，這些量是以電的或者磁信號的形式，可以被儲存、轉移、組合、比較、以及其他處理。
這裡將這些信號稱為比特、值、單元、符號、特性、項、數字或者諸如此類，已經多次驗證是方便的，這基本是由於普遍使用這種做法。在頭腦裡應該記得，所有這些以及相似的術語是與合適的物理量相關，並且僅僅是給這些量應用的方便的標號。除非特別指出，否則在下面的討論中很明顯，應該認識到，在整個本發明裡，利用(例如處理或計算或推算或確定或顯示，或者類似的)術語表示計算機系統、或者相似的電子計算設備的動作和處理，所述動作和處理是將在計算機系統的寄存器和存儲器裡的被表示為物理(電子)量的數據處理並轉換成在計算機系統存儲器或寄存器或其他此類信息存儲器、傳輸或顯示設備裡的相似的被表示為物理量的其他數據。
運行環境參考圖1，顯示了本發明的實施例可以實施的硬體和運行環境的圖表。圖1的說明是想提供與本發明實施相關的合適的計算機硬體和合適的計算環境的一個簡單的、總的說明。儘管不是必要的，在計算機可執行的指令的一般範圍中說明本發明，例如計算機(例如個人電腦)執行的程序模塊。一般的，程序模塊包含例行程序、程序、對象、組件、數據結構等，它們實行特殊的任務或者應用特殊的抽象數據類型。
而且，本領域技術熟練人員將認識到可以在其他計算機系統配置上實踐本發明，包含手持設備、多處理器系統、基於微處理器的或可編程用戶電子元件、網絡PC、小型計算機、大型機、以及諸如此類。也可以在分布式計算環境下實踐本發明，其中通過通信網絡相連結的遠程處理設備實行任務。在一個分布式計算環境裡，程序模塊可以位於本地儲存設備或者遠端儲存設備。
圖1中用於實行本發明的範例性硬體和運行環境包含一個通用計算設備。所述設備是以計算機20的形式，包含一個處理單元21、一個系統存儲器22，和一個系統總線23。所述系統總線23將各種系統元件(包含系統存儲器)耦合到處理單元21。可以僅有一個處理單元21，也可以有多個處理單元21，因而計算機20的處理器包含單個的中央處理單元(CPU)，或者一般稱為並行處理環境的多個處理單元，。計算機20可以是通常的計算機、分布式計算機、或者任意其他類型的計算機；本發明並不受如此限制。
系統總線23可以是包含存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線、和使用任何總線結構的局部總線的許多總線結構類型中的任意一種。系統存儲器也可以簡單地稱為存儲器，並且包含只讀存儲器(ROM)24和隨機存取存儲器(RAM)25。在ROM24裡儲存了一個基本輸入/輸出系統(BIOS)26，BIOS包含基本例行程序，例如在開機時，所述基本例行程序幫助在計算機20裡的元件之間轉移信息。計算機20還包含一個硬碟驅動器27，用於從硬碟(圖中沒有顯示)讀數據和向硬碟寫數據；計算機20還包含一個磁碟驅動器28，用於從可取走的磁碟29讀數據和向其寫數據；計算機20還包含一個光碟驅動器30，用於從可取走的光碟31(例如CD ROM或者其他光學媒體)讀數據和向其寫數據。
硬碟驅動器27，磁碟驅動器28和光碟驅動器30分別通過硬碟驅動器接口32，磁碟驅動器接口33和光碟驅動器接口34連接到系統總線23。驅動器和其相關的計算機可讀媒體提供了用於計算機20的計算機可讀指令、數據結構、程序模塊和其他數據的非易失性儲存。本領域技術熟練人員應該意識到，在示例性運行環境裡可以使用任何類型的可以儲存計算機能訪問的數據的計算機可讀媒體，例如磁帶、快閃記憶體卡、數位化視頻光碟，伯努利盒式磁帶，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)和類似的。
可以將一些程序模塊儲存在硬碟29、光碟31、ROM24、或RAM25上，所述程序模塊包含作業系統35、一個或者多個應用程式36，其他程序模塊37，和程序數據38。使用者可以利用輸入設備(例如鍵盤40和指針設備42)輸入命令和信息到個人計算機20裡。其他輸入設備(圖中沒有顯示)可以包含麥克風，遊戲搖杆，遊戲墊、輔助盤、掃描儀或者類似的。這些和其他輸入設備常常通過與系統總線耦合的串行埠接口46連接到處理單元21，但也可以通過其他接口連接，例如並行埠、遊戲埠、或通用串行總線(USB)。監視器47或其他類型的顯示設備也可以通過一個接口(例如視頻適配器48)連接到系統總線23。除了監視器，計算機典型地包含其他外圍輸出設備(圖中沒有顯示)，例如擴音器和印表機。
計算機20可以一個或多個遠端計算機(例如遠端計算機49)的邏輯連接在聯網的環境下運行。這些邏輯連接可以通過耦合到計算機20的通信設備或者計算機20的一部分達到；本發明並不局限於一種特定類型的通信設備。遠端計算機49可以是另一個計算機、一個伺服器、一個路由器、一個網絡PC、一個客戶機、一個同等的設備或者其他通用網絡節點，並且典型地包含許多或者所有上述的關於計算機20的單元，儘管在圖1裡僅僅顯示了一個儲存設備50。圖1所示的邏輯連接包含一個區域網(LAN)51和一個廣域網(WAN)52。這樣的網絡環境在辦公網絡、公司範圍的計算機網絡、企業內部網和國際網際網路(這些是各種網絡)裡常見的。
當在LAN-網絡環境裡使用時，計算機20通過網絡接口或適配器53(一種通信設備)與局部網絡51相連。當在WAN網絡環境裡使用時，計算機20典型的包含一個數據機54(一種通信設備)或者其他類型的通信設備以建立在廣域網52(例如國際網際網路)上的通信。所述數據機(它可以是外置式的也可以是內置式的)通過串行埠接口46與系統總線23相連。在聯網的環境下，相當於個人電腦畫出的程序模塊，或者部分程序模塊，可以被儲存於遠端儲存設備。應該認識到，這裡顯示的網絡連接是範例性的並且也可以使用用於建立在計算機之間的通信連結的其他裝置和通信設備。
四層表示和分析在詳細說明書的此部分，說明了根據本發明的用於修補人機對話中失誤(即，在此類對話中的不確定性)的分析的四層表示。有關根據本發明實施例的系統，描述的層次，顯示在圖12裡。
應該注意到，對話的一個重要方面是對信息的本質和交流的目的所作的正在進行的推理和決策。在不確定性下收集信息和作出決策在會話中起著核心作用。處理不確定性在形成可能有助于澄清關鍵不確定性以及有助於引導對話到合適詳細程度的判別問題中顯得很重要，而是在上述詳細程度下交換信息或提問題。
所述系統及其所述四個層次至少在本發明的某些實施例中可用於計算機處理與使用者進行的會話中的不確定性，尤其是(但不局限於)在共同行為的情景中。共同行為是心理語言學家使用的術語，心理語言學家利用其描述面向任務的行為，對參與者、設置有約束的，尤其是對每個參與者認為合理的允許的作用之類有約束的社會事件。在共同行為裡的參與者認為他們有共同的一套關於所述行為的想法，包含認為對其他參與者的作用和責任。例如，接待員範圍就是一個這樣的共同行為，其中一個接待員幫助他人處理某些事務，其他人希望在所述事務方面得到接待員的幫助。即，人們認為接待員的基本任務是以及時的合作的方式幫助他們達到行為確定的目標。
發言者和聽者在四個層次上建立共同理解的基礎。如圖2所示，這些層次包含信道層214，信號層212，意圖層210，和會話層208。信道層214是最基礎的層。在此層次上，發言者企圖通過實行一個行為(例如一句話或者一個動作)給聽者開啟一個通信信道。然而，發言者不依靠協調就不能使聽者察覺到所述行為在發言者實行所述行為時，聽者必須注意並且精確的察覺所述行為。
在稍高的下一層次，信號層212，發言者將一個行為作為信號展示給聽者。不是意味著所有的行為都是信號-例如，撓痒痒。從而，發言者和聽者必須協調發言者所展示的與聽者所識別的行為。
意圖層次210是對話者解釋信號的陳述內容的層次。現有技術的對話系統一般差不多完全集中在此層次。另外，下述的專利案例展示了一個有新意的此類對話系統，儘管本發明並不局限於此，本發明的具體實施例可以利用它，所述共同提交、共同待批和共同轉讓的專利案例題為「Computer-User Interaction via TaskAbstraction Hierarchy」[案卷1018.023US1]，這裡通過引用包含進來。在意圖層次210裡，發言者用信號給聽者一些陳述。在發出的信號中被聽者認為是發言者的目標的是聽者怎樣達到目標。應該注意到，在使用信號中，信號不同於發言者的目標一例如，此領域內已知的間接語言行為。通過集中注意發言者的目標，意圖層次將發言者的含意作為最主要的來處理。聽者不知道發言者企圖使用所述信號，發言者就不能通過所述信號傳遞其目標。這再次需要協作。
最後，在會話層208，發言者提議一個聽者考慮並採納的共同行為。一個建議懇求所期望的回應。例如，在一個間接語言行為裡，例如「我必須到North Campus」意味著「請叫到North Campus的班車」，發言者給聽者提議了一個行為並且聽者共同實行-在上例中發言者讓聽者去叫班車。在叫班車的事件中，沒有聽者的協作參與，發言者不可能讓聽者去從事所述行為。
分析的四個層次形成了暫時行為的階梯，在此領域中大家知道是向上完成的。在對話的一個給定層次的動作是從下到上完成的。從而，在發言者必須使聽者參與信道層214的行為，為了在信號層212使聽者識別信號的表示，為了在意圖層210使聽者理解發言者的意思，為了在會話層208最終使聽者考慮行為的建議。
一個層完成的證據也是所有在其下的層也完成的證據。證據是向下證明的。從而，當聽者採納一個動作時，這給發言者提供了證據聽者理解了信號後面的目標，這隨後又提供證據識別了信號以及打開了信道。
在所有四個層次上的行為通常在不確定性下實行。例如，在最低層214，對話在信道保真度上可以是不確定的；由此，他們可以尋找引起注意的物理信號，例如，凝視或者點頭。聽者接著通過返回信道表示理解的跡象，例如「啊哈」，這在此領域是眾知的。
不確定性帶來了代價。例如，如果聽者對信道保真度不確定，要求重複的代價與繼續談論剛才所說的代價相比要小一些。考慮到有可能的必須稍後從頭來過所導致的更大代價，通過確認消息(例如，「你聽懂了嗎？」)，增加共同理解的可能性的好處可能超過了詢問的代價。以後追溯的潛在需要可能包括更大的代價。
系統在詳細說明書的此部分，說明了根據本發明實施例的一個系統。而且，說明了貝葉斯網絡，基於決策的轉移網絡，推斷概率，和概率閾值。參考圖2、3、4(a)和4(b)進行了說明。
貝葉斯推理和期望值決策在本發明的一個實施例裡用於在對話裡識別理想動作，同時考慮到關於通信保真度和意義的不確定性，以及在這些不確定性下採取的更換動作的潛在改變的代價和好處。在此實施例裡計算了不能直接使用貝葉斯網絡發現的利益狀態可能性。
再次參考圖2，顯示了根據本發明的一個實施例的系統的圖表。系統200包含意圖模塊204，維護模塊206，和一個會話控制子系統202。模塊204、模塊206和子系統202中的每個在一個實施例裡都可以作為來自計算機可讀媒體(例如一個存儲器)的，來自圖1所示計算機的，由處理器執行的電腦程式實現。但是本發明不限於此。
維護模塊206處理有關信號識別和信道保真度的不確定性。與向上完成的標記法一致，維護模塊206支持意圖模塊204，意圖模塊204處理有關從信號識別使用者目標的不確定性。包圍此兩個模塊的是會話控制子系統202，它處理有關共同行為的狀態的不確定性，這在此領域已知為Gricean準則、共同基礎(即，對話的一個共享知識基礎)，及其他有關共同行為的高層次對話事件(例如，系統到目前為止所問的問題的數目，等)。
箭頭216，218和220表示在模塊204和206和子系統202裡的信息流向。會話控制子系統連續的與模塊204和206交換信息，這分別由箭頭216和218表示，並且確定在何處集中注意成為相互理解的基礎。會話控制子系統202也基於記錄的調整代價或可利用性，所述記錄保存會話層的觀察，例如系統到目前為止所提問題的數目。箭頭220表示動作的向上完成；從而，當有證據表明意圖層次210完成，意圖模塊204向下傳遞這個證據給信號層212和信道層214，使得維護模塊206知道了信號已被識別並且信道被打開。
在一個實施例裡貝葉斯網絡用於獲得作出決策的概率。貝葉斯網絡允許系統200將不確定性之間的依賴關係模型化，使其可能以結構化方式推理誤會的來源。在一個實施例裡，模塊204和模塊206中的每個都包含至少一個基於決策的轉移網絡(DTN)，如此領域所知的，DTN是一個有由決策理論函數設置的轉移輸入的有限自動裝置。從而，根據本發明的一個實施例的DTN利用貝葉斯推論和期望值計算來確定什麼轉移導致最大限度的共同理解和最小的協作努力。在圖3中顯示了一個根據一個具體實施例的，可以被用於圖2中意圖層次210的環境中的，此類DTN示例的圖表，在下一段開始特別說明它。DTN的網絡結構編碼了解決不確定性的會話策略。
對話的基礎是在此領域所知的鄰接對中實行發言的一個有序對，其中有序對的第二部分條件相關地依賴於第一部分，即相關的並且可預料的。原型是一個提問和回答。鄰接對溶入DTN的結構。從而，參考圖3，DTN示成用於處理意圖模塊裡的請求。對於請求的條件相關響應是理解狀態3(表示為節點302)。然而，如果存在關於請求狀態1(表示為節點300)的不確定性，則開始業內所知的嵌入側序列是經濟的，如節點304所示。所述側序列可以是修補任何誤會的問題。在一個實施例裡，利用貝葉斯網絡評估DTN裡的不確定性。
如圖3所示，在意圖層次的基本不確定性是使用者目標，儘管此不確定性並不局限於此。然而，這不能被直接發現，所以一個實施例裡的系統使用貝葉斯網絡來提出對至今觀察到所有語言和非語言證據的可能目標的分布。如在下述案例中說明的，分層將目標分解成若干貝葉斯網絡可以改進引導對話的推論，所述案例是共同待批、共同轉讓和共同提交的專利案例，題為「Computer-Based Representationsand Reasoning Methods for Engaging Users in Goal-Oriented Conversation」[案卷1018.023US1]，這裡通過引用包含進來。給定證據的最可能目標的概率可以記為p(目標|E)。如圖3所示，如果此概率不超過理解請求的一定閾值，此系統必須在兩類會話策略中決策，它們作為轉移輸入編碼入DTN1.詢問目標，它明確地要求使用者確認對目標的最可能的猜測，計算式為arggmax p(目標|E)；或者2.請求修補，它使用一側序列來收集更多信息。
在一個實施例裡，閾值確定選擇哪個轉移輸入。現在參考圖4(a)，如果p(目標|E)不超過預定的閾值p*404，則此概率落在「請求修補」區域400裡，從而「詢問目標」區域402被排除。而且，在意圖層次達到共同理解上的此類失誤有時可能是由於較低層次的問題，系統在作出決策時也可以考慮在維護層次的不確定性。在一個實施例裡，在所述維護模塊，利用貝葉斯網絡來獲得對三個狀態的概率分布信道和信號、信道和無信號，以及無信道。
如果在「請求修補」區域400裡，再次使用閾值來確定使用哪個「請求修補」的示例。現在參考圖4(b)，如果p(信道和信號|E)超過閾值p1*458，則概率處於推敲區域454，並且系統請求推敲，這一般暗示意圖層次誤會但不排除維護層次的原因，例如語法分析錯誤。如果p(信道和信號|E)小於閾值p1*458但大於閾值p1*456，則概率位於重複區域，並且使用了「請求修補」的示例請求重複。這意味著最可能的維護層次狀態是「信道和無信號」。在此情況中，系統在請求重複時將明確指出出現了信號層問題。由於現在用戶位於一個協助排除問題的較好位置，解決誤會的認可是一個集體過程。
對話中此協作行為的原則在現有技術中稱為「最小協作努力的原則」。例如，如果使用者要求接待員系統叫一輛車，但是語音識別系統僅僅聽到一些詞語，系統可以以詢問的結構中響應所述詞語中的一個，例如「對不起，〔車〕？你可以重複一下嗎？」其中〔車〕是對該詞語的一個填空。從而，此詢問告訴使用者，語音識別聽懂了一些詞語，但是可能不足以在意圖層次理解語言。
最後，如果p(信道和信號|E)小於閾值p1*456，則概率位於信息值區域450。這表示使用了最後一種「請求修補」示例，根據不同目標的推斷概率利用信息值(VOI)分析以識別最好的發現信號。在一個實施例裡，通過對每個信號計算與信號所取的每個值有關的最佳決策的期望效用，計算出VOI。此分析將每個值的期望效用以發現不同值的概率作權加起來。一旦發現信號是推薦的，使用了所述信號的詢問結構。例如，如果VOI分析推薦發現單詞「車」，系統可以詢問使用者所述請求是否與一輛車相關。然而，有時候這可能不合適，所以將依賴情景的代價賦給VOI推薦，這將在下面說明。
注意到業內一般都知道VOI計算。例如，參考書目，Horvitz，E.，Breese，J.，和Henrion，M.，所著Decision Theory in Expert Systems and Artificial Intelligence，International Journal of Approximate Reasoning，Special Issue on Uncertainty inArtificial Intelligence，2247-30(1989)，提供了VOI計算的背景和細節。而且，共同提交、共同待批和共同轉讓的題為「Computer-User Interaction via Task AbstractionHierarchy」[案卷1018.023US1]的專利案例，也提供了關於VOI的說明，所述案例已經通過引用包含進來。
在另一個實施例裡，根據決策理論函數選擇了轉移輸入，例如，本領域一般技術人員都可以理解決策理論函數最小化協作努力。已經說明過，此類決策理論函數可以用於代替根據超過一個閾值的推論概率選擇轉移輸入的方法，或者作為除此之外的方法。然而，本發明並不局限於此。
回頭參考圖3中的DTN的圖表，轉移輸入「請求修補」將DTN帶到狀態2，如節點304所示，在此，在容許條件相關聯第二對部分(「容許修補」)條件下，DTN回到狀態1，如節點300所示。在狀態1，系統利用從側序列獲得的額外信息再次實行推斷。因而，通過實行鄰接對，此不斷改進的過程有效的消除了誤會。
現在回頭參考圖2裡的系統200的圖，會話控制子系統202便於在模塊204和206之間共享證據，這已經間接提到了。從而，與向下證據的標記一致，一旦在意圖模塊DTN選擇了轉移輸入，證據被向下發送以固定在維護模塊DTN裡的轉移輸入，如箭頭220所示。例如，當使用者提供「容許修補」給「請求修補」時，它固定了在維護模塊DTN裡的轉移輸入，說明用戶注意到所詢問的問題。如果在一個實施例裡，必須繼續對話並且必須在維護層次貝葉斯網絡上實行推斷，則表示用戶注意到上一句話的節點被示出。
如前述，在DTN裡的轉移輸入是利用決策理論函數設置的。在一些實施例裡，僅僅包含概率閾值，這已經結合圖4(a)和4(b)予以說明。然而，本發明並不局限於此。在其他實施例裡，可以計算實行指定行為的代價和利益，以效用來表示。在一個實施例裡，由於會話控制子系統202跟蹤較高層次事件，在兩個模塊裡的DTN提交與會話情景和社會因素符合的效用。例如，在意圖模塊204，當在相同的鄰接對裡所提問題的數量增加時，會話控制子系統202可以擴大詢問問題的代價。因而，雖然問一個問題的代價較小，它隨著對同一個請求所問的問題數量快速地增加(可能是指數增加)。
在一個實施例裡，會話控制子系統202也需要辨別何時共同行為終止。在一個實施例裡，完成此過程是利用帶有會話層次狀態分布的其自己的貝葉斯網絡，例如「進展行為」，「意外終止」等。然而，本發明並不局限於此。
廣義方式的實行決策在詳細說明的此部分，說明了一個更一般的用於實行決策的決策分析方法。即，在以前的章節中，實行決策是與推斷概率的確定有關，並根據推斷概率超過或者不超過某些閾值而採取行為(實行決策)。然而，本領域一般技術人員將認識到，這是一個特定的決策分析方法，考慮到關於每個結果的效用，它可以稱為在不確定性下理想動作的計算。即，在前述章節中的說明是現在說明的更一般方法的一個特定實施例。
在廣義方法裡，首先如利用業內所知的貝葉斯網絡確定在利益的自變量上的概率分布，在此領域已知為假設變量，例如在使用者目標上的概率分布。接著，確定與概率分布有關的最大期望值的動作。優化動作A*的直接動作的值是它的期望效用，它可以寫為eu(A*)＝maxA∑ju(Ai，Hj)p(Hj|E)這裡maxA表示選擇行為A以達到最大和，u(Ai，Hj)是當使用者有目標(假設)Hj時具體動作Ai的效用，p(Hj|E)是在給定的發現集和背景的證據E的當前情況下使用者目標(假設)Hj的概率。我們使用A*表示有最大期望效用的動作A，利用上述等式的arg maxa得到。
廣義方法所考慮的行為與前述的更具體的方法一樣。接著是最大化與概率分布中相關的最大的期望值的動作。
方法在詳細說明書的此章節，說明了根據本發明實施例的方法。此方法適宜計算機實行，並且參考圖5說明此方法。此計算機執行的方法期望至少部分地是作為運行在計算機上的一個或多個程序來實現-即，作為計算機處理器可以從計算機可讀媒體(例如存儲器)裡執行的程序。此程序適宜儲存於機器可讀的媒體(例如軟盤或CD-ROM)上，便於在另一個計算機上分發並且安裝並且執行。然而本發明不局限於此。
現在參考圖5，示出了根據一個實施例的方法的流程圖。此方法顯示了解決不確定性的廣義方法，它可以在本發明的一個實施例中實行。從而，在不確定性事件500裡，所述不確定性在它所處於的層次中被解決在信道或者信號層次502，在意圖層次504，或者在會話層次506。與其相比，現有技術沒有根據不確定性所經歷層次用不同方法解決不確定性。在本發明的一個實施例中，不確定性如已在本專利中描述的方法處理及解決。例如，如前述，在處理在信道和信號層次502或者在意圖層次504上的不確定性的情況中，可以利用DTN。一旦有效的處理(即解決)了不確定性，則所述方法在508繼續。
結論儘管這裡說明了具體實施例，本領域一般技術人員將認識到，計算以達到相同目的的任何安排可以替代特定的具體實施例。此專利申請期望覆蓋本發明的任何改變和變化。從而，明確期望本發明僅僅由下面的權利要求及其等價的內容所限制。
權利要求
1.一種用於管理使用者和機器之間的通信不確定性的系統，其特徵在於，包含一個會話控制部件，用於連續地與一個維護模塊交換信息，所述維護模塊檢測使用者和機器之間交換的信號並監控信道保真度，和一個意圖模塊，用於至少部分基於從維護模塊接收到的信號和信道保真度信息來確定由所述信號指示的使用者目標。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述維護模塊和所述意圖模塊中的每一個包括基於決策的多節點轉移網絡。
3.如權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述基於決策的多節點轉移網絡使用貝葉斯推理和期望值計算，使得共同理解最大化並使得協作努力最小化。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述維護模塊管理一個信號層次中的不確定性。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述維護模塊管理一個信道層次中的不確定性。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述意圖模塊管理一個意圖層次中的不確定性。
7.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述會話控制部件管理一個會話層次的不確定性。
8.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述會話控制部件用於檢測並管理機器和使用者之間的共同行為。
9.如權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述會話控制部件用於檢測共同行為的終止。
10.一種用於管理機器和使用者之間的通信不確定性的方法，其特徵在於，包含檢測使用者和機器之間交換的信號；監控所述信號的信道保真度；使用所述信號來確定與使用者和機器所採取的行為關聯的使用者目標，所述行為由所述信號指示。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，還包括使用至少一個基於決策的轉移網絡，來使機器和使用者之間關於所述行為的共同理解最大化。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述至少一個基於決策的轉移網絡使用貝葉斯推理和期望值計算，使得共同理解最大化。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，使用至少一個基於決策的轉移網絡包括對一個示例節點示例。
14.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，使用至少一個基於決策的轉移網絡包括使用信息值分析。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述信息值分析包括評估受到所採取的行為的影響的代價和效用。
16.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，還包括管理一個信號層次中的不確定性。
17.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，還包括管理一個信道層次中的不確定性。
18.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，還包括管理一個意圖層次中的不確定性。
19.如權利要求10所述的方法，其特徵在於，還包括管理一個會話層次中的不確定性。
20.一種用於管理使用者和機器之間的通信不確定性的由機器實現的系統，其特徵在於，包含用於檢測使用者和機器之間交換的信號的裝置，該信號與機器和使用者所採取的行為有關；和用於確定與所述行為關聯的目標的裝置。
全文摘要
在此揭示了一種多層決策分析方法以在人機通信中報錯並修補。在一個實施例裡，一種用於在人機互動環境中修補通信失誤的計算機化系統，包含一個維護模塊，一個意圖模塊，以及一個會話控制子系統。所述維護模塊用於處理關於信號識別和信道保真度的不確定性。所述意圖模塊由所述維護模塊支持，用於處理關於從信號識別使用者目標的不確定性。所述會話控制子系統包圍所述維護模塊和所述意圖模塊，用於處理人機之間的共同行為和一個或多個關於共同行為的高層事件。
文檔編號G10L15/18GK1940978SQ200610159829
公開日2007年4月4日 申請日期2000年6月2日 優先權日1999年6月4日
發明者E·霍維茨, T·佩埃克 申請人:微軟公司