Artificial Intelligence 第十一章自然语言理解 (Natural Language Understanding 11.1语言及其狸解的一般问题 11.2句法和语义的自动分析 11.3句子的自动理解 11.4语言的自动生成 11.5自然语言理解糸统应用举例 11.6小结
第十一章 自然语言理解 (Natural Language Understanding) 11.1 语言及其理解的一般问题 11.2 句法和语义的自动分析 11.3 句子的自动理解 11.4 语言的自动生成 11.5 自然语言理解系统应用举例 11.6 小结
■1.1语言及其理解的一般问题 General Issues of Language and Its Understanding 111.1语言与语言理解 令语言是用于传递信息的表示方法、约定和规 则的集合,它由语句组成,每个语句又由单 (词组成;组成语句和语言时,应遵循一定的 语法与语义规则。 令要研究自然语言理解,必须对自然语言的构 成有个基本认识。 ◇语言的构成框图如图11示
2 11.1 语言及其理解的一般问题 (General Issues of Language and Its Understanding) 11.1.1 语言与语言理解 ❖语言是用于传递信息的表示方法、约定和规 则的集合，它由语句组成，每个语句又由单 词组成；组成语句和语言时，应遵循一定的 语法与语义规则。 ❖要研究自然语言理解，必须对自然语言的构 成有个基本认识。 ❖语言的构成框图如图11.1所示
111语言及其理解的一般问题 语 词汇 语法 (词熟语 词法 句法 词素 构形法构词法词组构造句法 造法 图11.1语言的构成图 3
3 语言 词汇 语法 词 熟语 词法 句法 词素 构词法 词组构 造法 构形法 造句法 图11.1 语言的构成图 11.1 语言及其理解的一般问题
111语言及其理解的一般问题 令从微观上讲,语言理解是指从旬然语 言到机器(计算机糸统)内部之间的一种 映射 令从宏观上看,语言理解是指机器能够 执行人类所期望的些语言功能。这 (些功能包括: 回答有关提问; ☆提取材料摘要; 1) 心不同词语叙述; ((【 不同语言翻谇
4 ❖ 从微观上讲，语言理解是指从自然语 言到机器(计算机系统)内部之间的一种 映射。 ❖从宏观上看，语言理解是指机器能够 执行人类所期望的某些语言功能。这 些功能包括： ❖ 回答有关提问； ❖ 提取材料摘要； ❖不同词语叙述； ❖不同语言翻译。 11.1 语言及其理解的一般问题
111语言及其理解的一般问题 怎样才算理解了语言呢?归纳起来主要有 以下几个方面: (令能够理解句子的正确词序规则和概念,又能理 解不含规则的句子 ◇知道词的确切含义、形式、词类及构词法 必了解词的语义分类以及词的多义性和歧义性 令指定和不定特性及所有(隶属)特性 心问题领城的结构知识和时间概念 空话言的语气信息和韵律表现 令有关语言表达形式的文学知 ◇论域的背景知识
5 怎样才算理解了语言呢? 归纳起来主要有 以下几个方面： ❖能够理解句子的正确词序规则和概念，又能理 解不含规则的句子 ❖知道词的确切含义、形式、词类及构词法 ❖了解词的语义分类以及词的多义性和歧义性 ❖指定和不定特性及所有(隶属)特性 ❖问题领域的结构知识和时间概念 ❖语言的语气信息和韵律表现 ❖有关语言表达形式的文学知识 ❖论域的背景知识 11.1 语言及其理解的一般问题
111语言及其理解的一般问题 11.1.2自然语言理解研究的迸展 (令机器翻译是自然语言理解最早的研究领城。 ◇70年代初期,对语言理解对话糸统的研究取得 进展。 80年代,自然语言理解的应用研究广泛开很, 机器学习研究又十分话跃。 令自然语言理解的研究为专家糸统的知识获取提 供了新的途径 令自然语言理解的硏究已促进计算机辅助语言教 学(CALD和计算机语言设计(CLD)等的发畏
6 11.1.2自然语言理解研究的进展 ❖机器翻译是自然语言理解最早的研究领域。 ❖ 70年代初期，对语言理解对话系统的研究取得 进展。 ❖ 80年代，自然语言理解的应用研究广泛开展， 机器学习研究又十分活跃。 ❖自然语言理解的研究为专家系统的知识获取提 供了新的途径。 ❖自然语言理解的研究已促进计算机辅助语言教 学(CALI)和计算机语言设计(CLD)等的发展。 11.1 语言及其理解的一般问题
111语言及其理解的一般问题 11.1.3自然语言理解过程的层次 语言的分析和理解过程是一个层次化 的过程,它主要包括如下四个层次: (令语音分析 令词法分析 必句法分析 令语义分析
7 11.1.3 自然语言理解过程的层次 语言的分析和理解过程是一个层次化 的过程，它主要包括如下四个层次： ❖ 语音分析 ❖ 词法分析 ❖ 句法分析 ❖ 语义分析 11.1 语言及其理解的一般问题
■11.2句法和语义的自动分析 (Automatic Analysis of Syntax and Semantics) 11.2.1句法模式匹配和转移网络 句法分析最为简单直观的方法-模式匹配。 一个句子可以表示成 (pronoun v(adj* noun))verb(pronoun V(ad *noun)) 这也可以用状态转移图来表示,称之为转移网络 TN, transition network),如图112所示。(5 图中,q,q1…q是状态,q是初态,q是终态。弧 上给出了状态转移的条件以及转移的方向
8 11.2 句法和语义的自动分析 (Automatic Analysis of Syntax and Semantics) 11.2.1 句法模式匹配和转移网络 句法分析最为简单直观的方法------模式匹配。 一个句子可以表示成： (pronoun∨(adj*noun))verb(pronoun∨(adj*noun)) 这也可以用状态转移图来表示，称之为转移网络 (TN，transition network)，如图11.2所示。 图中，q0,q1,…qT是状态，q0是初态，qT是终态。弧 上给出了状态转移的条件以及转移的方向
112句法和语义的自动分析 q pron verb pron q q noun Verb noun di adj 图11.2转移网络(TN 9
9 图11.2 转移网络(TN) q0 noun pron. q2 q1 adj q3 qT verb verb pron. noun q4 q5 adj 11.2 句法和语义的自动分析
112句法和语义的自动分析 11.2.2扩充转移网络 (扩充转移网络ATN是由一组网络所构成 的,每个网络都有一个网络名,每条孤 上的条件扩展为条件加上操作。 AN的每个寄存器由两部分构成:5 句法特征寄存器 句法功能寄存器 图113示是一个简单的名词短语(NP) 的扩充转移网络 10
10 11.2.2 扩充转移网络 扩充转移网络ATN是由一组网络所构成 的，每个网络都有一个网络名，每条弧 上的条件扩展为条件加上操作。 ATN的每个寄存器由两部分构成： ❖ 句法特征寄存器 ❖ 句法功能寄存器 图11.3所示是一个简单的名词短语(NP) 的扩充 转移网络。 11.2 句法和语义的自动分析