数理言語

数理言語情報論 第 5 回 2009 年 月 4 日 数理言語情報学研究室講師二宮崇

今日の講義の予定 HPSG (HEAD-DRIVEN PHRASE STRUCTURE GRAMMAR, 主辞駆動句構造文法 ) 2

HPSG: 導入 Head-driven Phrase Structure Grammar (Pollard & Sag 985, 994) 主辞が中心的な役割を果たす文法枠組 辞書の情報を増やすことにより 句構造規則をできる限り減らす辞書指向 素性構造 単一化に基づく単一化文法の一つ ここでは Pollard & Sag (994) Head-driven Phrase Structure Grammar, University of Chicago Press に基づいて解説 3

HPSG: 導入 主辞 句構造の中心的役割を果たす語 句のこと 例 : 美しい花 花 例 : 彼は美しい花を見た 見た 直感的には 最も重要そうな要素 他に修飾先がない要素のことを指すと考えればとりあえず差し支えない 4

HPSG: 導入 語彙化文法 CFG では些細な方針変更の結果 ほとんどの句構造規則を書きなおさなくてはいけなくなってしまったり 例 :S NP VP, VP V NP とあったとき 主語の NP と目的語の NP はどのような名詞がくるのか その分布が異なるので NP-SUBJ と NP-OBJ にわけたい しかし そうすると NP N,... とある規則も全て書き直し しかも N taro などの規則も二重に書かなくてはいけない! 単語ごとに例外的 固有の振舞いが多い 結果 単語を付与した非終端記号になり そのための句構造規則を追加しなくてはいけない 5

HPSG: 用語 () 補語 (complement): 英語でならった SVOC の C のことじゃなくて 主辞がとることができる句 単語のこと つまり SVOC の表記なら 主辞は V になって 残りの S,O,C が補語ということになる 下位範疇化 (subcategorization): 主辞が補語と結合して より大きな句を作ること 例えば 動詞は 目的語をとって動詞句になるようなこと 主格 (nominative): ひらたくいえば SVOC の S である 対格 (accusative): ひらたくいえば SVOC の O である 指定部 (specifier): countable な単数の名詞が手前にもつべき単語 句 例えば dog は dog の前に the や a my their といった単語がこないと非文になる そういう the や a のことを指定部という 6

HPSG: 用語 (2) N: 名詞 (noun) のこと V: 動詞 (verb) のこと A: 形容詞 (adjective) のこと P: 前置詞 (preposition) のこと S: 文 (sentence) のこと NP: 名詞句 (noun phrase) のこと VP: 動詞句 (verb phrase) のこと AP: 形容詞句 (adjective phrase) のこと PP: 前置詞句 (prepositional phrase) のこと 7

HPSG: 用語 (3) 素性 PHON: 音韻 (phonology) をあらわす素性 文にあらわれる単語そのものと思えばよい SYNSEM: syntax and semantics のこと HPSG は昔 SYN という素性と SEM という素性に別れていましたが 最近はこれがくっついて SYNSEM という一つの素性になりました NONLOCAL: 文中において遠い関係をあらわす情報を格納する 例えば 英語において book which I read という名詞句があったとき この book というのは I read の目的語になるわけですが この book と I read の目的語が入るべき位置とはちょっと遠い関係にある こういう関係の情報を格納する素性 LOCAL: NONLOCAL に対して 比較的 局所的な情報を格納しているが 基本的にはここには単語 句に関する全ての情報が書かれていて NONLOCAL を通して単語の情報が遠いところにまで輸出される と考えるとよいだろう 8

HPSG: 用語 (4) 素性 CATEGORY: CAT とよく省略して書かれる これは日本語では範疇と呼ばれている この素性に属する素性構造によって 格 時制 相 法 態 定不定 可算不可算などの情報が記述される CFG でいうところの非終端記号を表している素性構造と思えばよい CONTENT: いわゆるセマンティックスが入るところ それに加えて統語的な人称 数 性が入る HEAD: 主辞に関する情報が入っている素性 重要な役割を果たす素性です DTRS: daughters の略 言語学においては何故かノードの親子関係を parent, child と呼ばず mother, daughter と呼ぶ ここに属する値としては HEAD_DTR とか SUBJ_DTR といった素性をもつ素性構造があり ここに子供の素性構造を格納することにより 構文木を記述する 9

HPSG: 用語 (5) 選択素性 どのような補語をとるか VALENCE:SUBJ: 主語のリスト VALENCE:COMPS: 目的語のリスト VALENCE:SPR: 指定部のリスト どのような句を修飾するか MOD: 修飾先の句 0

HPSG: 辞書項目 辞書項目 she に対する素性構造 word synsem local she PHON: SYNSEM: LOCAL: cons nil HD: TL: cat CAT: noun nom CASE: HEAD: valence nil nil nil SUBJ: COMPS: SPR: VALENCE: context CONTEXT: ppro CONTENT: nil RESTR: ref INDEX: fem sing 3rd NUM: PERS: GEND: cons BACKGROUND: nil TL: psoa female RELN: HD: INSTANCE:

HPSG: 辞書項目 she に対応する素性構造 (AVM 表記 ) word PHON: <she> synsem SYNSEM: LOCAL: local CAT: cat HEAD: VALENCE: noun CASE: nom valence SUBJ:<> COMPS:<> SPR:<> CONTENT: ppro INDEX: RESTR: <> ref PER: 3rd NUM: sing GEND: fem CONTEXT: context psoa BACKGR: < RELN: female > INST: 2

型階層 : 基本的で特殊な型 ブーリアン 整数 実数 文字列...-3. 0..0... + - boolean... - 0 2... integer float... a aa aab... string ( ボトム ) 3

型階層 : リスト リストの表記 nil <> cons HD: TL:list nil cons TL: HD: y x <x y> list <x <x 2,...,<x n <>>...>> <x, x 2,..., x n > ( ボトム ) リスト表記の例 TL: TL: cons cons cons TL: nil <a, b, c> HD: HD: HD: <a <b <c <>>> a b c <a, b <c>> 4

型階層 : 句構造まわり head-subj-struc head-mark-struc head-adj-struc head-comp-struc head-filler-struc word phrase DTRS: con-struc sign PHON: list SYNSEM: synsem QSTORE: set RETRIEVED: list head-struc HEAD-DTR: sign NON-HEAD-DTR: sign con-struc coord-struc CONJ: sign CONJ-DTR: sign object 5

型階層 : 句構造内部 synsem LOCAL: local NONLOCAL: nonlocal local CAT: cat CONT: content CONX: context nonlocal TO-BIND: nonlocal INHERITED: nonlocal none mod-synsem nonlocal SLASH: set REL: set QUE: set object 6

型階層 : 統語 (/2) verb VFORM: vform AUX: bool INV: bool prep PFORM:pform noun CASE: case that for reltvzr adj mark det conj comp subst PRD: bool MOD: mod-synsem cat HEAD: head VALENCE: val MARKING: marking func SPEC:synsem head marked marking unmarked val SUBJ: list COMPS: list SPR: list object 7

型階層 : 統語 (2/2) psp (past participle) prp (present participle) pas (passive participle) nom acc fin ger inf base to of... case vform pform object 8

型階層 : 意味 (/2) ppro refl ana recp npro pron psoa nom-obj INDEX: index RESTR: set content BACKGROUND: set CONTEXTUAL-INDICES: c-inds quant DET: semdet RESTIND: npro forall exists the semdet object 9

型階層 : 意味 (2/2) ref there it st 2nd 3rd masc fem neut index PERSON: person NUMBER: number GENDER: gender person sing number plu gender object 20

略記 : 名詞句 NP[ i ] j [ k, l, m] synsem LOCAL: local CAT: cat HEAD: VALENCE: noun CASE: i valence SUBJ:<> COMPS:<> SPR:<> CONTENT: nom-obj INDEX: j index PERSON: NUMBER: GENDER: k l m 2

略記 : 文 S[ i, j AUX, k INV] l synsem LOCAL: local CAT: CONTENT: cat verb HEAD: VFORM:: i AUX: j INV: k valence VALENCE: SUBJ:<> COMPS:<> SPR:<> l 22

略記 : 動詞句 VP[ i, j AUX, k INV] l synsem LOCAL: local CAT: CONTENT: cat verb HEAD: VFORM:: i AUX: j INV: k valence VALENCE: SUBJ:<synsem> COMPS:<> SPR:<> l 23

HPSG を構成する要素 文法 型階層 語彙項目 (Lexical Entry) 句構造規則 (Schema, 句構造の親子間の形 ) プリンシプル (Principle, 句構造の親子間の制約のこと ) 語彙規則 (Lexical Rules) 木構造 スキーマを再帰的に適用することによって導出される構造 24

語彙項目 自動詞の例 walks synsem local CAT: cat HEAD: verb VFORM: fin LOCAL: VALENCE: valence SUBJ:<NP[nom] COMPS:<> SPR:<> [3rd, sing]> CONTENT: RELN: walk WALKER: 25

語彙項目 他動詞の例 sees synsem LOCAL: local CAT: cat HEAD: VALENCE: verb VFORM: fin valence SUBJ:<NP[nom] COMPS:<NP[acc] 2 > SPR:<> [3rd, sing]> CONTENT: RELN: see SEER: SEEN: 2 26

語彙項目 ditransitive verb の例 gives synsem LOCAL: local CAT: cat HEAD: VALENCE: verb VFORM: fin valence SUBJ:<NP[nom] [3rd, sing]> COMPS:<NP[acc] 2,NP[acc] 3 > SPR:<> CONTENT: RELN: give GIVER: GIVEN:: GIFT: 2 3 27

略記 : 句構造と木構造 左が主辞の場合 HEAD NON-HEAD 2 3 右が主辞の場合 NON-HEAD HEAD phrase SYNSEM: DTRS: head-struc HEAD-DTR: 2 NON-HEAD-DTR: 3 3 2 28

句構造規則 ( スキーマ ) HEAD-COMPLEMENT-SCHEMA SUBJ: COMPS: SPR: 4 3 HEAD COMP SUBJ: COMPS: < 2 SPR: 3 > 4 2 29

句構造規則 (2) HEAD-SUBJECT-SCHEMA SUBJ:<> COMPS: SPR: 3 2 SUBJ HEAD SUBJ: < > COMPS: 2 SPR: 3 30

PHON: <gives> NP[3rd, sing] SUBJ: <NP[nom][3 rd, sing]> COMPS: <NP[acc], NP[acc]> SPR: <> NP NP he gives her a present

PHON: <gives, her> SUBJ:< COMPS:< SPR:<> 3 NP[nom]> NP[acc]> NP[3rd, sing] PHON: <gives> SUBJ: < > COMPS: < 2, 3 > SPR: <> 2 NP[acc] NP he gives her a present

PHON: <gives, her, a present> SUBJ: < NP[nom]> COMPS: <> SPR:<> PHON: <gives, her> SUBJ:< > COMPS:< 3 > SPR:<> NP[3rd, sing] PHON: <gives> SUBJ: < > COMPS: < 2, 3 > SPR: <> 2 NP[acc] 3 NP[acc] he gives her a present

PHON: <he, gives, her, a present> SUBJ: <> COMPS: <> SPR: <> PHON: <gives, her, a present> SUBJ: < > COMPS: <> SPR:<> PHON: <gives, her> SUBJ:< > COMPS:< 3 > SPR:<> NP[nom][3rd, sing] PHON: <gives> SUBJ: < > COMPS: < 2, 3 > SPR: <> 2 NP[acc] 3 NP[acc] he gives her a present

どのようにして句構造規則を適 用するか? 親 =( 句構造規則 ) ( 娘を DTRS: にいれた構造 ) gives と her を DTRS: にいれた構造 word PHON: gives cat HEAD: verb VFORM: fin DTRS: HEAD-DTR: SS:LOC:CAT: VALENCE: valence SUBJ:<NP[nom] [3rd, sing]> COMPS:<NP[acc] 2,NP[acc] 3 > SPR:<> NON-HEAD-DTR: word PHON: her SS:LOC:CAT:HEAD: noun CASE: acc

どのようにして句構造規則を適 用するか? 句構造規則 SUBJ: COMPS: SPR: 4 3 HEAD COMP SUBJ: COMPS: < 2 SPR: 3 > 4 2 左娘 PHON: <gives> SUBJ: <NP[nom]> COMPS: <NP[acc],NP[acc]> SPR: <> NP[acc] 右娘 gives her 36

どのようにして句構造規則を適 用するか? 句構造規則 SUBJ: COMPS: SPR: 4 3 HEAD COMP 単一化 SUBJ: COMPS: < 2 3 > SPR: 4 2 PHON: <gives> 左娘 SUBJ: <NP[nom]> COMPS: <NP[acc],NP[acc]> SPR: <> NP[acc] 右娘 gives her 37

どのようにして句構造規則を適 用するか? 句構造規則 SUBJ: NP[nom] COMPS: 3 <NP[acc]> SPR: <> 4 HEAD COMP 単一化 SUBJ: COMPS: < 2 3 > SPR: 4 2 NP[acc] PHON: <gives> 左娘 2 SUBJ: COMPS: < 2 3 > SPR: 4 2 右娘 gives her 38

どのようにして句構造規則を適 用するか? SUBJ: COMPS: SPR: 4 3 HEAD COMP SUBJ: COMPS: < 2 SPR: 3 > 4 2 PHON: <gives> 左娘 SUBJ: <NP[nom]> COMPS: <NP[acc],NP[acc]> SPR: <> NP[nom] 右娘 gives she 39

修飾句の句構造規則 主語や目的語の数は決まっているけど 修飾句をいくつとるのかは主辞からはわからない I found a pretty red and brown hair blue eye girl. 40

句構造規則 ( スキーマ 3, 4) HEAD-MODIFIER SCHEMA (LEFT) HEAD-MODIFIER SCHEMA (RIGHT) LMOD HEAD HEAD RMOD HEAD:MOD: HEAD:MOD: 4

プリンシプル 句構造の親子間の制約の集合 HEAD FEATURE PRINCIPLE SYNSEM:LOCAL:CAT:HEAD: HEAD NON-HEAD SYNSEM:LOCAL:CAT:HEAD: 42

プリンシプル 句構造の親子間の制約の集合 PHONOLOGY PRINCIPLE PHON: 2 HEAD NON-HEAD PHON: PHON: 2 43

プリンシプル 句構造の親子間の制約の集合 NONLOC FEATURE PRINCIPLE SYNSEM:NONLOCAL: QUE: REL: 2 3 4 SLASH: 5 6 HEAD NON-HEAD SYNSEM:NONLOCAL: QUE: REL: 3 SYNSEM:NONLOCAL: QUE: REL: 2 4 SLASH: 5 SLASH: 6 44

プリンシプル (HPSG の本の中 ) 親子間の制約 プリンシプル プリンシプル 2 プリンシプル 3 実は 句構造規則もプリンシプルの一つ ID-SCHEMA PRINCIPLE=SCHEMA SCHEMA2 SCHE MA3... 主に 情報を下から上にあげるための規則群と考えればよい 45

プリンシプル ( 実装 ) プリンシプルをモジュールとして用意 プリンシプル プリンシプル 2 プリンシプル 3 句構造規則に対し プリンシプルをモジュールとして使ったり使わなかったりしている 親子 =(S P P2) (S2 P2 P3 P4) (S3 P P2 P4)... 46

語彙継承と語彙規則 (c.f. Shieber: An Introduction to Unification-Based Approaches to Grammar, 986) 語彙化 従来の単一化文法で与えられていた規則性の多くを語彙継承と語彙テンプレートに還元 体系化 語彙継承 (Lexical Inheritance) 語彙項目と語彙テンプレートの包摂関係 例 ) sees の語彙項目は 3 人称単数の語彙テンプレートと他動詞の語彙テンプレートを継承 (= 単一化 ) することにより得られる 語彙規則 (Lexical Rule) 素性構造の包摂関係で記述できない語彙項目の関係を変形により与える 例 ) 受身 疑問形 関係節の動詞 語彙項目を楽に記述する手法とも考えられる 47

語彙継承 (Lexical Inheritance) 語彙テンプレートの単一化により語彙項目を生成 eats walks Transitive Intransitive 3 rd -sing main-verb finite 3 rd -person singular verb 48

語彙規則 (Lexical Rule) 素性構造の包摂関係で記述できない語彙項目の関係を変形により与える 関係節の中の give 関係節の中の giving 現在分詞の giving given ( 受動態 ) gives giving give 49

語彙規則 : 疑問文 Subject-Auxiliary Inversion Lexical Rule LOCAL:CAT: HEAD: verb[+aux, -INV, fin] 2 SUBJ:< N[nom]> COMPS: LOCAL:CAT: HEAD: verb[+aux, +INV, fin] SUBJ: <> COMPS:< > 2 50

語彙規則 : 疑問文 Subject-Auxiliary Inversion Lexical Rule の例 PHON: can HEAD: verb[+aux, -INV, fin] LOCAL:CAT: SUBJ:< N[nom]> COMPS: <V[bse, SUBJ< >> Kim can go. PHON: can LOCAL:CAT: HEAD: verb[+aux, +INV, fin] SUBJ: <> COMPS:< N[nom], V[bse, SUBJ< >> Can Kim go? 5

語彙規則 : 関係節 Complement Extraction Lexical Rule LOCAL:CAT: NONLOCAL:SLASH: SUBJ: COMPS: < 2 3 > SPR: 5 4 LOCAL:CAT: NONLOCAL:SLASH:{ SUBJ: COMPS: SPR: 2 4 } 5 3 52

語彙規則 : 関係節 Complement Extraction Lexical Rule の例 PHON: gives LOCAL:CAT: SUBJ: <NP[nom]> COMPS: < NP[acc], NP[acc]> SPR: <> NONLOCAL:SLASH: <> PHON: gives LOCAL:CAT: SUBJ:<NP[nom]> COMPS:<NP[acc]> SPR: <> NONLOCAL:SLASH: < > 53

関係節の解析 SLASH: <> HEAD FILLER SLASH: < > which SUBJ HEAD... HEAD I know SUBJ SUBJ: <NP[nom]> SLASH: < > you HEAD SUBJ:<NP[nom]> COMPS:<NP[acc]> SPR: <> SLASH: < > gave Kim 54

句構造規則 (5) HEAD-FILLER SCHEMA SYNSEM:NONLOCAL:SLASH: <> FILLER HEAD SYNSEM:NONLOCAL:SLASH: < > 55

句構造規則 (6) HEAD-RELATIVE SCHEMA SYNSEM:NONLOCAL:REL: <> HEAD REL SYNSEM:NONLOCAL:REL: < > 56

REL: <> SLASH: <> 関係節の解析 REL HEAD 2 REL: < > SLASH: <> 2 NP books FILLER REL: < 2 > HEAD SLASH: < > HEAD which SUBJ SUBJ: <NP[nom]> SLASH: < > HEAD you SUBJ:<NP[nom]> COMPS:<NP[acc]> SPR: <> Kim SLASH: < > gave 57

句構造規則 (7): 関係節の解析にさら に必要なルール EMPTY-FILLER SCHEMA SYNSEM:NONLOCAL: REL: < > SLASH: <> EMPTY-FILLER SYNSEM:NONLOCAL:SLASH: <SYNSEM:NONLOCAL:REL: > He bought the book I read yesterday. のように 関係詞が省略されるケースがある 58

まとめ HPSG 次回は /( 水 ) 6:30~ 確率付 CFG 講義資料 http://www.r.dl.itc.u-tokyo.ac.jp/~ninomi/misth2w/cl/ 59