中文句法語義分析及其聯(lián)合學(xué)習(xí)機(jī)制研究.pdf

1、作為自然語言處理的一個(gè)研究重點(diǎn)，語義分析旨在將人類的自然語言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠理解的形式化語言。由于深層語義分析的復(fù)雜性，人們目前更關(guān)心淺層語義分析，即分析句子中謂詞（可以是動(dòng)詞或名詞等）的語義角色成分，包括施事者、受事者、時(shí)間、地點(diǎn)等。作為淺層語義分析的一種實(shí)現(xiàn)方式，語義角色標(biāo)注(SemanticRoleLabeling，簡(jiǎn)稱SRL)已被廣泛應(yīng)用于自然語言處理相關(guān)任務(wù)，如信息抽取、問答系統(tǒng)和機(jī)器翻譯等。根據(jù)謂詞詞性的不同，通?？梢詫R

2、L分為動(dòng)詞性謂詞SRL和名詞性謂詞SRL。
　　 目前主流的SRL研究集中于在給定句法樹的條件下，使用各種統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，采用基于特征向量或基于樹核函數(shù)的方法，進(jìn)行語義角色的識(shí)別和分類。近年來的研究表明，SRL的性能嚴(yán)重依賴于句法分析的性能，同時(shí)名詞性謂詞SRL性能遠(yuǎn)低于動(dòng)詞性謂詞SRL性能。以上兩個(gè)問題在中文SRL研究中尤其突出，例如，在中文PropBank和中文NomBank的相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，基于正確句法樹和正確謂詞，動(dòng)（名

3、）詞性謂詞SRL性能F1值可以達(dá)到92(70)，而基于自動(dòng)句法分析F1值下降為67(57)。本文以句法和語義的聯(lián)合分析為研究目標(biāo)，研究新穎的句法分析模型和動(dòng)/名詞性謂詞SRL，并重點(diǎn)探索兩者之間的聯(lián)合學(xué)習(xí)機(jī)制，推進(jìn)SRL的實(shí)用化進(jìn)程。
　　 主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 1．句法分析的研究。提出了層次句法分析模型，為實(shí)現(xiàn)句法分析和SRL的聯(lián)合學(xué)習(xí)提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。該模型將句法分析分解為三個(gè)子任務(wù)：詞性標(biāo)注、基本短語識(shí)別和復(fù)

4、雜短語識(shí)別，自底向上進(jìn)行，其基本思想是：在每層處理過程中，優(yōu)先識(shí)別出容易識(shí)別的組塊，這樣就能提供更豐富的上下文信息進(jìn)行復(fù)雜組塊識(shí)別；未被合并的組塊和新識(shí)別產(chǎn)生的組塊共同構(gòu)成下步處理的輸入，重復(fù)此過程直至識(shí)別出根結(jié)點(diǎn)。
　　 2．SRL的研究。首先系統(tǒng)研究了中文動(dòng)詞性謂詞SRL，重點(diǎn)探索了如何從句法樹中抽取出各種平面特征和結(jié)構(gòu)化特征。其次，深入研究了中文名詞性謂詞SRL，從兩個(gè)角度探索了中文動(dòng)詞性謂詞SRL對(duì)中文名詞性謂詞SRL的

5、影響：訓(xùn)練實(shí)例的擴(kuò)充和動(dòng)詞性謂詞SRL特征的應(yīng)用，顯著地提高了名詞性謂詞SRL性能。最后，研究了中文名詞性謂詞的自動(dòng)識(shí)別問題。實(shí)驗(yàn)表明，本文取得的動(dòng)（名）詞謂詞SRL性能優(yōu)于其他同類型系統(tǒng)。
　　 3．句法分析和SRL的聯(lián)合學(xué)習(xí)機(jī)制研究。主要從兩個(gè)層次探索了句法分析和SRL的聯(lián)合學(xué)習(xí)：第一，提出了一種聯(lián)合學(xué)習(xí)方案，將SRL嵌入到基于層次句法分析模型的句法分析過程中，實(shí)現(xiàn)兩者的同步執(zhí)行；第二，將由SRL得到的語義信息集成到層次句法

6、分析模型中，更好地指導(dǎo)句法分析。實(shí)驗(yàn)表明，該聯(lián)合學(xué)習(xí)方案不僅緩解了SRL對(duì)句法分析結(jié)果的嚴(yán)重依賴，而且能夠提高兩者的性能，特別是SRL的性能。
　　 本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要表現(xiàn)在：提出了層次句法分析模型，該模型不僅取得較好的性能，而且具備良好的可擴(kuò)充性，能夠有效集成其他自然語言處理任務(wù)；提出了利用動(dòng)詞性謂詞SRL生成的有效特征來輔助名詞性謂詞SRL;提出了一種有效的句法分析和SRL的聯(lián)合學(xué)習(xí)機(jī)制，減少SRL對(duì)句法分析的依賴。實(shí)驗(yàn)表明，