自然语言处理系列：自然语言处理概念与名词解释

Posted 2020-11-02 nongqingpengzju

（一）语言分析的必要性：

假如你的公司发布了一款全新的手机产品。 新产品的发布带来了来自不同媒体的相关报道、用户反馈。 面对这些数据，你可能希望了解

大家关注的是这款手机的哪些特性
大家对这款手机的评价如何
有哪些用户表达了购买的意愿
在面对海量数据的情况下，使用人力分析这些数据显然是不切实际的。 这种场景下，语言分析就派上了用场。
让机器代替人来完成这些分析工作正是语言分析要做的工作。

（二）语言分析常用操作：

（1）分词

中文分词 (Word Segmentation, WS) 指的是将汉字序列切分成词序列。 因为在汉语中，词是承载语义的最基本的单元。分词是信息检索、文本分类、情感分析等多项中文自然语言处理任务的基础。

例如，句子

国务院总理李克强调研上海外高桥时提出，支持上海积极探索新机制。

正确分词的结果是

国务院/ 总理/ 李克强/ 调研/ 上海/ 外高桥/ 时/ 提出/ ，/ 支持/ 上海/ 积极/ 探索/ 新/ 机制/ 。

如果分词系统给出的切分结果是

国务院/ 总理/ 李克/ 强调/ 研/ 上海 …

因为强调也是一个常见的词，所以很可能出现这种分词结果。 那么，如果想要搜索和李克强相关的信息时，搜索引擎就很难检索到该文档了。

切分歧义是分词任务中的主要难题。

（2）词性标注

词性标注(Part-of-speech Tagging, POS)是给句子中每个词一个词性类别的任务。 这里的词性类别可能是名词、动词、形容词或其他。 下面的句子是一个词性标注的例子。 其中，v代表动词、n代表名词、c代表连词、d代表副词、wp代表标点符号。

词性标注不同的语料库采用的是不同的规范，此处以哈工大的语言云为例据理解释：

国务院/ni 总理/n 李克强/nh 调研/v 上海/ns 外高桥/ns 时/n 提出/v ，/wp 支持/v 上海/ns 积极/a 探索/v 新/a 机制/n 。/wp

词性标记集：LTP中采用863词性标注集，其各个词性含义如下表：

（3）命名实体识别

 命名实体识别 (Named Entity Recognition, NER) 是在句子的词序列中定位并识别人名、地名、机构名等实体的任务。

如之前的例子，命名实体识别的结果是：

国务院 (机构名) 总理李克强 (人名) 调研上海外高桥 (地名) 时提出，支持上海 (地名) 积极探索新机制。

命名实体识别对于挖掘文本中的实体进而对其进行分析有很重要的作用。

命名实体识别的类型一般是根据任务确定的。LTP提供最基本的三种实体类型人名、地名、机构名的识别。

用户可以很容易将实体类型拓展成品牌名、软件名等实体类型。

 （4）依存句法分析

依存语法 (Dependency Parsing, DP) 通过分析语言单位内成分之间的依存关系揭示其句法结构。

直观来讲，依存句法分析识别句子中的“主谓宾”、“定状补”这些语法成分，并分析各成分之间的关 系。仍然是上面的例子，其分析结果为：

 

从分析结果中我们可以看到，句子的核心谓词为“提出”，主语是“李克强”，提出的宾语是“支持上海…”，“调研…时”是“提出”的 (时间) 状语，“李克强”的修饰语是“国务院总理”，“支持”的宾语是“探索 新机制”。有了上面的句法分析结果，我们就可以比较容易的看到，“提出者”是“李克强”，而不是“上海”或“外高桥”，即使它们都是名词，而且距离“提出”更近。

 依存句法分析标注关系 (共15种) 及含义如下：

 

（5）语义角色标注

语义角色标注 (Semantic Role Labeling, SRL) 是一种浅层的语义分析技术，标注句子中某些短语为给定谓词的论元 (语义角色) ，如施事、受事、时间和地点等。其能够对问答系统、信息抽取和机器翻译等应用产生推动作用。 仍然是上面的例子，语义角色标注的结果为： 

 

其中有三个谓词提出，调研和探索。以探索为例，积极是它的方式（一般用ADV表示），而新机制则是它的受事（一般用A1表示）

核心的语义角色为 A0-5 六种，A0 通常表示动作的施事，A1通常表示动作的影响等，A2-5 根据谓语动词不同会有不同的语义含义。其余的15个语义角色为附加语义角色，如LOC 表示地点，TMP 表示时间等。附加语义角色列表如下：

（6）语义依存分析

语义依存分析 (Semantic Dependency Parsing, SDP)，分析句子各个语言单位之间的语义关联，并将语义关联以依存结构呈现。 使用语义依存刻画句子语义，好处在于不需要去抽象词汇本身，而是通过词汇所承受的语义框架来描述该词汇，而论元的数目相对词汇来说数量总是少了很多的。语义依存分析目标是跨越句子表层句法结构的束缚，直接获取深层的语义信息。 例如以下三个句子，用不同的表达方式表达了同一个语义信息，即张三实施了一个吃的动作，吃的动作是对苹果实施的。

 

语义依存分析不受句法结构的影响，将具有直接语义关联的语言单元直接连接依存弧并标记上相应的语义关系。

这也是语义依存分析与句法依存分析的重要区别。

如上例对比了句法依存和语义分析的结果，可以看到两者存在两个显著差别。第一，句法依存某种程度上更重视非实词（如介词）在句子结构分析中的作用，而语义依存更倾向在具有直接语义关联的实词之间建立直接依存弧，非实词作为辅助标记存在。 第二，两者依存弧上标记的语义关系完全不同，语义依存关系是由论元关系引申归纳而来，可以用于回答问题，如我在哪里喝汤，我在用什么喝汤，谁在喝汤，我在喝什么。但是句法依存却没有这个能力。

语义依存与语义角色标注之间也存在关联，语义角色标注只关注句子主要谓词的论元及谓词与论元之间的关系，而语义依存不仅关注谓词与论元的关系，还关注谓词与谓词之间、论元与论元之间、论元内部的语义关系。语义依存对句子语义信息的刻画更加完整全面。

语义依存关系分为三类，分别是主要语义角色，每一种语义角色对应存在一个嵌套关系和反关系；事件关系，描述两个事件间的关系；语义依附标记，标记说话者语气等依附性信息。

 

关系类型	Tag	Description	Example
施事关系	Agt	Agent	我送她一束花 (我 <-- 送)
当事关系	Exp	Experiencer	我跑得快 (跑 --> 我)
感事关系	Aft	Affection	我思念家乡 (思念 --> 我)
领事关系	Poss	Possessor	他有一本好读 (他 <-- 有)
受事关系	Pat	Patient	他打了小明 (打 --> 小明)
客事关系	Cont	Content	他听到鞭炮声 (听 --> 鞭炮声)
成事关系	Prod	Product	他写了本小说 (写 --> 小说)
源事关系	Orig	Origin	我军缴获敌人四辆坦克 (缴获 --> 坦克)
涉事关系	Datv	Dative	他告诉我个秘密 ( 告诉 --> 我 )
比较角色	Comp	Comitative	他成绩比我好 (他 --> 我)
属事角色	Belg	Belongings	老赵有俩女儿 (老赵 <-- 有)
类事角色	Clas	Classification	他是中学生 (是 --> 中学生)
依据角色	Accd	According	本庭依法宣判 (依法 <-- 宣判)
缘故角色	Reas	Reason	他在愁女儿婚事 (愁 --> 婚事)
意图角色	Int	Intention	为了金牌他拼命努力 (金牌 <-- 努力)
结局角色	Cons	Consequence	他跑了满头大汗 (跑 --> 满头大汗)
方式角色	Mann	Manner	球慢慢滚进空门 (慢慢 <-- 滚)
工具角色	Tool	Tool	她用砂锅熬粥 (砂锅 <-- 熬粥)
材料角色	Malt	Material	她用小米熬粥 (小米 <-- 熬粥)
时间角色	Time	Time	唐朝有个李白 (唐朝 <-- 有)
空间角色	Loc	Location	这房子朝南 (朝 --> 南)
历程角色	Proc	Process	火车正在过长江大桥 (过 --> 大桥)
趋向角色	Dir	Direction	部队奔向南方 (奔 --> 南)
范围角色	Sco	Scope	产品应该比质量 (比 --> 质量)
数量角色	Quan	Quantity	一年有365天 (有 --> 天)
数量数组	Qp	Quantity-phrase	三本书 (三 --> 本)
频率角色	Freq	Frequency	他每天看书 (每天 <-- 看)
顺序角色	Seq	Sequence	他跑第一 (跑 --> 第一)
描写角色	Desc(Feat)	Description	他长得胖 (长 --> 胖)
宿主角色	Host	Host	住房面积 (住房 <-- 面积)
名字修饰角色	Nmod	Name-modifier	果戈里大街 (果戈里 <-- 大街)
时间修饰角色	Tmod	Time-modifier	星期一上午 (星期一 <-- 上午)
反角色	r + main role		打篮球的小姑娘 (打篮球 <-- 姑娘)
嵌套角色	d + main role		爷爷看见孙子在跑 (看见 --> 跑)
并列关系	eCoo	event Coordination	我喜欢唱歌和跳舞 (唱歌 --> 跳舞)
选择关系	eSelt	event Selection	您是喝茶还是喝咖啡 (茶 --> 咖啡)
等同关系	eEqu	event Equivalent	他们三个人一起走 (他们 --> 三个人)
先行关系	ePrec	event Precedent	首先，先
顺承关系	eSucc	event Successor	随后，然后
递进关系	eProg	event Progression	况且，并且
转折关系	eAdvt	event adversative	却，然而
原因关系	eCau	event Cause	因为，既然
结果关系	eResu	event Result	因此，以致
推论关系	eInf	event Inference	才，则
条件关系	eCond	event Condition	只要，除非
假设关系	eSupp	event Supposition	如果，要是
让步关系	eConc	event Concession	纵使，哪怕
手段关系	eMetd	event Method
目的关系	ePurp	event Purpose	为了，以便
割舍关系	eAban	event Abandonment	与其，也不
选取关系	ePref	event Preference	不如，宁愿
总括关系	eSum	event Summary	总而言之
分叙关系	eRect	event Recount	例如，比方说
连词标记	mConj	Recount Marker	和，或
的字标记	mAux	Auxiliary	的，地，得
介词标记	mPrep	Preposition	把，被
语气标记	mTone	Tone	吗，呢
时间标记	mTime	Time	才，曾经
范围标记	mRang	Range	都，到处
程度标记	mDegr	Degree	很，稍微
频率标记	mFreq	Frequency Marker	再，常常
趋向标记	mDir	Direction Marker	上去，下来
插入语标记	mPars	Parenthesis Marker	总的来说，众所周知
否定标记	mNeg	Negation Marker	不，没，未
情态标记	mMod	Modal Marker	幸亏，会，能
标点标记	mPunc	Punctuation Marker	，。！
重复标记	mPept	Repetition Marker	走啊走 (走 --> 走)
多数标记	mMaj	Majority Marker	们，等
实词虚化标记	mVain	Vain Marker
离合标记	mSepa	Seperation Marker	吃了个饭 (吃 --> 饭) 洗了个澡 (洗 --> 澡)
根节点	Root	Root	全句核心节点

 

以上资料整理于哈工大的语言云

 

20180503 于求是园