Supporting Information Management in Digital Libraries with - - PowerPoint PPT Presentation

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Supporting Information Management in Digital Libraries with Map-based Interfaces

Rudolf Mayer, Angela Roiger, Andreas Rauber

Vienna University of Technolgy http://www.ifs.tuwien.ac.at/~mayer

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Outline

• Overview on Self-Organising Map

– Principals

• Maps of Digital Libraries

– Systems – Interaction – Semantic description

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23.11.2005 Semantics 2005 3

Self-Organizing Map

• Unsupervised neural network model
• Topology-preserving mapping from a high

to a low dimensional space

• Offers cluster analysis, relationships
• Overview over large, high-dimensional

datasets

• Scalable
• Stable

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Self-Organizing Map: Architecture

Unit Modell/weight vectors

n-dim.

x1 x2 x3 n-dim.

Input &

• utput space

(vectors) (2D map)

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Self-Organizing Map

x

m(t+1) m(t)

Learning process – competitive learning

Input space Output space

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Self-Organizing Map

Learning process

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Self-Organizing Map

Learning process

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Self-Organizing Map

Learning process

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SOMs in Digital Libraries

• 1. Representation of Documents in Vector

Space

• 2. Self-Organising Map training
• 3. Interface application
• Several systems / applications

– WEBSOM (Kohonen, IEEE TNN 2000) – SOMLib (Rauber, ECDL 99) – Newsmap (Chen, DSS 2005) – ...

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SOMs in Digital Libraries

• Several systems / applications

– However, not many real-world applications

• Need for better methods/techniques for

– User interaction with the map – Automatically describing and explaining the map to the user – Summarising the content / giving fast overview – Personalisation

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Novel map interaction

• Integration of map-based interface with

“traditional” Digital Library systems

• Enables wealth of new ways of interaction

– Highlight query results on the map – Select documents/regions on the map – Find related documents – Helps distinguishing results – Get an overview of the collection using the map

• Small-scale user study with promising results

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Integration into Greenstone

Search results Map selection

Search Document list Map

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System: Research documentation

• Digital Library of the Austrian Research
• Combines ~15 universities in Austria in
• ne central database
• “Traditional” search via meta-data / full text
• Alternative interface with Self-Organising

Map

– Visualisation of query results – Related documents – Exploration

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System: Research documentation

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Describing & explaining the map

• Users want to get a quick overview of

– Topics present in the collection – Their (relative) importance – Their correlations

• Dominant approaches

– Visualisation techniques to indicate cluster structures – does not reveal content – Labelling – static; mainly based on map-units

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Describing & explaining the map

Interactive & personalised approach to explore Digital Library contents:

• Hierarchical clustering of the map to identify

topical clusters/regions

• Automatic labelling of clusters & sub-clusters
• Summarisation of identified clusters
• Interactive mode to “browse” through clusters
• Personalisation through manual Labelling

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Demo: 20 Newsgroups

• Benchmark Data set
• 1000 Postings per

newsgroup

• Hierarchies of

Newsgroups

• Term indexing
• SOM training
• Hierarchical clustering

(Ward’s clustering)

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Demo: 20 Newsgroups

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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20 Newsgroups: Cluster+Labels

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Describing & explaining the map

• Labels might be still ambiguous / not

convey enough information

• Assist understanding by automatic text

summarisation

– Summarise identified clusters / regions – Summarise manually selected documents

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20 Newsgroups: Summarisation

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Conclusions

Maps can provide valuable alternative DL access, but

• Need for novel interaction techniques
• Semantic description of the map

– Labelling – Topical regions – Summarisation

• (Advanced visualisations)
• Integrated into one system