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Método Inovador para Conectar Dados de Ciências Sociais

Nova abordagem melhora a precisão na conexão de conjuntos de dados diversos entre idiomas.

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Índice

Ligar diferentes conjuntos de dados é super importante nas ciências sociais. Os pesquisadores muitas vezes precisam conectar informações de várias fontes para fazer suas análises. Isso é especialmente verdade quando lidam com Registros, como dados históricos ou arquivos administrativos. Um desafio comum é que esses registros podem conter erros, especialmente quando são criados usando tecnologia de reconhecimento óptico de caracteres (OCR), que transforma imagens de texto em dados textuais reais. Cadeias, ou sequências de caracteres, são frequentemente agrupadas para identificar conexões entre as entradas de dados.

O Desafio de Ligar Dados

Ligar dados de várias fontes não é sempre simples. Quando pesquisadores ou organizações tentam combinar registros, eles frequentemente enfrentam problemas porque os dados podem ser barulhentos ou imprecisos. Por exemplo, nomes podem estar escritos de forma errada, ou caracteres podem parecer muito semelhantes, mas terem significados diferentes-isso é especialmente verdadeiro para idiomas que usam scripts complexos. Métodos tradicionais para combinar cadeias costumam avaliar quantas mudanças (como letras sendo adicionadas, retiradas ou alteradas) são necessárias para transformar uma cadeia em outra.

Métodos Atuais e Suas Limitações

Alguns métodos para combinar cadeias existem há bastante tempo. Esses incluem técnicas que consideram como os nomes podem soar semelhantes mesmo quando escritos de forma diferente, e outras que usam semelhanças visuais entre caracteres. Embora esses métodos funcionem bem em certos contextos, eles costumam depender de listas pré-definidas que podem não estar disponíveis para todas as línguas ou situações. Essa limitação pode distorcer a pesquisa para áreas que têm mais recursos, não refletindo a diversidade encontrada em várias sociedades.

Uma Nova Abordagem Usando Transformers Visuais

Este estudo propõe uma nova maneira de medir quão semelhantes os caracteres são, focando em como eles aparecem visualmente. A abordagem utiliza tecnologia moderna conhecida como transformers visuais. Ao treinar modelos com grandes conjuntos de dados, incluindo representações variadas de caracteres, podemos criar um sistema que entende melhor as semelhanças entre caracteres em diferentes idiomas, mesmo aqueles com muitos símbolos únicos, como chinês, japonês e coreano.

Como o Método Funciona

O modelo aprende examinando muitos estilos diferentes do mesmo caráter. Isso é feito pareando caracteres com características visuais semelhantes, conhecidos como homoglifos. Por exemplo, a letra "O" pode parecer com o número "0". O modelo mede a semelhança visual criando um espaço onde esses caracteres semelhantes estão próximos uns dos outros. Esse método permite uma precisão melhorada na conexão de registros, especialmente quando os caracteres foram mal identificados devido a erros de OCR.

Testando a Abordagem

Para avaliar quão bem esse novo modelo funciona, foram realizados testes usando dados coletados de várias fontes. Analisamos conjuntos de dados reais, como registros de clientes e fornecedores de empresas japonesas e outros tipos de dados históricos. Cada conjunto de dados exigiu ligar informações que muitas vezes foram alteradas por processos de OCR usando diferentes sistemas. Ao aplicar o novo método de combinação baseado na semelhança visual, descobrimos que ele geralmente se saiu melhor do que outras técnicas tradicionais de combinação de cadeias.

Resultados do Novo Método

Os resultados foram promissores. Em testes envolvendo dados de cadeias de suprimentos japonesas, essa nova abordagem superou a combinação de cadeias tradicional em precisão de correspondência. O processo de ligação de registros revelou que os erros em OCR frequentemente resultavam em caracteres que se pareciam muito, e o novo método foi capaz de resolver os problemas típicos que surgem durante esses processos de correspondência.

Aplicações Além de Caracteres Japoneses

Embora grande parte da pesquisa tenha se concentrado em caracteres japoneses, o novo modelo pode ser usado em várias línguas. Para confirmar isso, o modelo foi testado em outros idiomas usando estruturas de dados similares. Mostrou eficácia na ligação de registros em chinês e coreano, indicando que esse método tem ampla aplicabilidade na ligação de conjuntos de dados de diferentes línguas.

Criando Conjuntos para Escritas Antigas

O design do modelo não se limita apenas a caracteres modernos. Ele também pode ser usado para escritas antigas, incluindo caracteres históricos chineses que são pictográficos por natureza. Ao utilizar bancos de dados que contêm representações de caracteres de diferentes períodos, os mesmos princípios de medir semelhança visual podem ser aplicados para entender como esses caracteres se relacionam com conceitos em sociedades antigas.

Limitações do Estudo

Apesar dos sucessos, existem limitações nessa abordagem. Em casos onde o OCR deteriorou significativamente a qualidade do texto, ligar registros ainda pode ser um desafio enorme. Alguns erros são tão drásticos que o significado original pode se perder, dificultando correspondências corretas. Além disso, embora o novo modelo melhore os métodos tradicionais ao integrar semelhanças visuais, ele não resolve todos os problemas relacionados a substituições de caracteres, como aqueles causados por entradas manuais incorretas.

Por Que Isso É Importante

A capacidade de conectar dados de várias fontes de forma eficiente oferece insights valiosos para a pesquisa em ciências sociais e outros campos. Ao melhorar como os registros são conectados, é possível ter uma visão mais precisa de tendências históricas, mudanças econômicas e dinâmicas socioculturais. Esse método abre novas possibilidades para explorar dados de diferentes períodos e contextos sem ficar preso às limitações da combinação tradicional de cadeias.

Conclusão

Esse novo método de medir a semelhança de caracteres pode potencialmente remodelar a forma como lidamos com a vinculação de dados em diversas áreas, especialmente nas ciências sociais. Com sua capacidade de se adaptar a diferentes scripts de língua e sua aplicabilidade a caracteres modernos e antigos, ele promete tornar as análises de dados mais confiáveis e representativas de sociedades diversas. Ao abordar semelhanças visuais de uma maneira auto-supervisionada, essa abordagem torna mais simples seu uso em aplicações do mundo real.

Direções Futuras Potenciais

Olhando para o futuro, há muitas oportunidades para refinar e expandir esse método. Pesquisas futuras podem se concentrar em melhorar o modelo para uma precisão e versatilidade ainda maiores. Explorar como o modelo pode ser aplicado a idiomas e scripts adicionais, assim como integrá-lo mais de perto com outras tecnologias de processamento de dados, pode aumentar ainda mais sua eficácia. Além disso, à medida que os pesquisadores se sentem mais confortáveis com essa abordagem, podemos ver uma adoção mais ampla em diversas disciplinas, levando a insights mais ricos que refletem melhor as complexidades da experiência humana.

Fonte original

Título: Quantifying Character Similarity with Vision Transformers

Resumo: Record linkage is a bedrock of quantitative social science, as analyses often require linking data from multiple, noisy sources. Off-the-shelf string matching methods are widely used, as they are straightforward and cheap to implement and scale. Not all character substitutions are equally probable, and for some settings there are widely used handcrafted lists denoting which string substitutions are more likely, that improve the accuracy of string matching. However, such lists do not exist for many settings, skewing research with linked datasets towards a few high-resource contexts that are not representative of the diversity of human societies. This study develops an extensible way to measure character substitution costs for OCR'ed documents, by employing large-scale self-supervised training of vision transformers (ViT) with augmented digital fonts. For each language written with the CJK script, we contrastively learn a metric space where different augmentations of the same character are represented nearby. In this space, homoglyphic characters - those with similar appearance such as ``O'' and ``0'' - have similar vector representations. Using the cosine distance between characters' representations as the substitution cost in an edit distance matching algorithm significantly improves record linkage compared to other widely used string matching methods, as OCR errors tend to be homoglyphic in nature. Homoglyphs can plausibly capture character visual similarity across any script, including low-resource settings. We illustrate this by creating homoglyph sets for 3,000 year old ancient Chinese characters, which are highly pictorial. Fascinatingly, a ViT is able to capture relationships in how different abstract concepts were conceptualized by ancient societies, that have been noted in the archaeological literature.

Autores: Xinmei Yang, Abhishek Arora, Shao-Yu Jheng, Melissa Dell

Última atualização: 2023-05-23 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2305.14672

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.14672

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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