Semantica lessicale
Maria Teresa PAZIENZA
a.a. 2007-08
Programma





Breve introduzione all’NLP

Linguaggi Naturali e Linguaggi Formali

Complessità
Morfologia

Teoria: Morfologia del Linguaggio Naturale

Strumenti: Automi e Trasduttori

Analisi Morfologica: con automi e trasduttori
Part of Speech Tagging

Teoria: Le classi morfologiche

Strumenti a Analisi: modelli a regole e statistici
Sintassi

Teoria: Sintassi del Linguaggio Naturale

Strumenti: CFG

Analisi Sintattica: parsing top-down, bottom-up, Early
Semantica

Introduzione

Distributional Lexical Semantics

Sentence Semantics
Info
Analisi semantica
 FONETICA:
 MORFOLOGIA:
 SINTASSI:
studio dei suoni linguistici
studio delle componenti significative di una parola
studio delle strutture relazionali tra le parole
 SEMANTICA:
studio del significato delle parole e di come esse si combinano per
formare il significato delle frasi
 PRAGMATICA:
studio di come il linguaggio è usato per raggiungere obiettivi
 ANALISI DEL DISCORSO: studio di unità linguistiche complesse
LEXICAL SEMANTICS
Studio del significato delle parole
-Studio delle relazioni lessicali
(sinonimia, iperonimia,meronimia,
antinomia, entailment, causa,…)
-Il significato di una parola è
contenuto nella parola stessa?
SENTENCE SEMANTICS
Studio del significato di intere frasi
Lexical Semantics e applicazioni
LEXICAL SEMANTICS E APPLICAZIONI
Come può la semantica lessicale aiutare nelle applicazioni di NLP ?
relazioni tra parole o termini
 relazioni generiche : similarità / correlazione
 relazioni specifiche : iperonimia, meronimia, etc.
Applicazioni tipiche;
 Costruzione di Thesausus
 Question Answering, Information Extraction
relazioni tra espressioni linguistiche complesse
 paraphrasing
(“X wrote Y”  “X is the author of Y”)
 textual entailment
(“X kill Y”
 “Y die”)
Applicazioni tipiche:
 Question Answering
 Text Summarization
 Information Extraction
Lexical Semantics e applicazioni
 Che metodologie utilizzare ?
 metodologie distribuzionali (basate unicamente su corpora)
 approcci statistici non supervisionati (knowledge harvesting)
 fortemente basate su studi statistico-distribuzionali delle parole
 uso di nessun o semplici strumenti di NLP (es, shallow parsing)
 adattabili no-cost a differenti lingue
 non garantiscono una analisi semantica approfondita (relazioni semplici)
 metodologie basate su conoscenza
 approcci con analisi di strutture ontologiche o reti semantiche (es,WordNet)
 uso di misure di distanza all’interno della rete
 non portabili a differenti lingue se non esiste una rete per essa
 garantiscono un’analisi semantica approfondita e precisa tanto quanto la
rete è semanticamente espressiva (relazioni complesse)
La Repubblica, 29 giugno 2007
Il discorso di Veltroni confrontato da un
esperto con quelli "omologhi" di
Berlusconi e Prodi
La lunghezza del testo alleggerita da citazioni.
Due soli "peccati": flat tax e housing sociale
La media di parole per periodo è stata di 21,
ancora meno delle 28 del leader forzista
Frasi brevi e pochi "io" ecco i jolly del
Lingotto
di TULLIO DE MAURO (la Repubblica, 29 GIUGNO 2007)
La Repubblica, 29 giugno 2007
S. Berlusconi
Famiglia, libertà, ragionevole, comunismo.
R. Prodi
Nomi Propri, la politica è scelta, lo possiamo fare, bisogna
voltare pagina.
W. Veltroni
Pari opportunità, equità, eguaglianza, sobrio, ascolto, scelta,
decisione.
Analisi semantica
Il significato delle frasi viene ricavato a partire
da :
1.
2.
3.
4.
5.
i significati delle parole
i significati associati alle strutture sintattiche
la conoscenza della struttura del discorso
conoscenza del contesto
conoscenza (almeno) di base del dominio
Significato delle parole
Per l’analisi semantica delle frasi non abbiamo
finora considerato il ruolo delle parole di per sè.
Abbiamo considerato i verbi per quanto concerne
l’organizzazione a template della loro struttura
predicati/argomenti.
• Numero di argomenti
• Posizione e tipo sintattico
• Nome degli argomenti
– In tale approccio i nomi sono stati considerati
praticamente come costanti-senza-significato , mentre
c’è molto da capire grazie a loro
Semantica lessicale
Per semantica lessicale facciamo riferimento ad
un insieme praticamente infinito di fatti casuali
relativi alle parole
In un approccio formale possiamo considerare :
– la struttura relazionale esterna tra più parole
(paradigmatica)
– la struttura interna delle parole che determina dove
esse possono posizionarsi e che cosa possono
fare (syntagmatica)
Applicazioni
Ci occuperemo di
– Alcune risorse
• WordNet
– Tecnologie di supporto
• Word sense disambiguation
– Applicazioni basate sul significato delle parole
• Search engines
Lessico
Il lessico è una struttura linguistica che identifica ciò
che le parole possono significare e come possono
essere usate; la struttura consiste sia di relazioni
tra parole e del loro significato, che della struttura
interna di ogni parola.
– Lexeme/Lessema: una qualunque entry di un
lessico consiste di una coppia (una forma
linguistica superficiale –parola- associata ad un
ben determinato significato )
– Lexicon/Lessico : una collezione di lessemi
Relazioni tra lessemi
Consideriamo le relazioni tra lessemi e tra loro sensi
ed in particolare quelle che assumono un ruolo
importante in ambito computazionale.
Un’attività molto importante riguarda la possibilità di
sostituire sistematicamente un lessema con un
altro in un qualche contesto; l’analisi di tale
sostituzione permette di verificare l’esistenza di
una relazione specifica tra tali lessemi
Relazioni tra lessemi
Homonymy/omonimia:
Lessemi diversi che assumono significati totalmente diversi ma
condividono una stessa forma
• Fonologica, ortografica o entrambe
– Esempio :
• piano (progetto) vs
• piano (piano di un edificio) vs
• piano (pianoforte)
Non è esempio di omonimia (bensì di omografia):
• pesca (frutto)
• pesca (di pesci)
Omonimia
La parte problematica dell’omonimia non è
tanto nella identificazione di una forma di
tal tipo, quanto nella identificazione del
suo significato.
Influenza applicazioni di information
retrieval.
Polisemia
Polysemy/polisemia:
– Lo stesso lessema che assume più significati tra-loro-collegati
Moltissime parole, anche di uso comune, hanno più
significati (es. banca – istituto bancario, banca dati, banca
del sangue, banca del tempo)
– Lexeme/Lessema: una qualunque entry di un lessico
consiste di una forma linguistica superficiale associata ad
un insieme di significati tra loro collegati Il numero di significati di una parola dipende dal dominio di
analisi
I verbi tendono alla polisemia
Espressioni polisemiche con verbi
– Which flights serve breakfast?
– Does America West serve Philadelphia?
– Does United serve breakfast and San
Jose?
Sinonimia
Synonymy/sinonimia:
– Lessemi diversi che assumono lo stesso significato
Due lessemi sono considerati sinonimi se possono
essere sostituiti all’interno di una frase senza
alterarne il significato o il suo valore (es. grande,
grosso) (principio di sostituibilità) - anche se non
vale in tutti i casi -
Iponimia
Una relazione di iponimia ha luogo tra due lessemi
laddove il significato dei due sottiene una
relazione di inclusione (is-a, isa, IS-A, ISA,..)
iponimia/iperonimia; si applica tra nomi di entità
Poichè i cani sono dei canidi , si può dire che
• Cane è un iponimo di canide
• Canide è un iperonimo di cane
Poichè i cani sono dei mammiferi , si può dire che
• cane è un iponimo di mammifero
• mammifero è un iperonimo di cane
Meronimia
La relazione di meronimia part-of è transitiva e
riflessiva
part-of(Bucarest, Romania)
part-of(Romania, EuropaOrientale)
part-of(EuropaOrientale, Europa)
part-of(Europa, Terra)
part-of(x,x)
Meronimia
Le due relazioni di tassonomia (is-a-kind-of) e
meronimia (part-of) hanno punti di similarità.
Le differenze tra di loro hanno importanti riflessi
nella organizzazione e rappresentazione della
conoscenza
Relazioni
Relazioni paradigmatiche principali
(ontologiche)
– Sinonimia
– Antonimia
– Iponimia
– Meronimia
–…
Risorse lessicali
– Terminologie
– Dizionari on-line
– Corpora
–…
– WordNet, database lessicale per la lingua
inglese (esistono anche versioni per altre
lingue: Italwordnet, Balkanet, Eurowordnet, …)
WordNet
WordNet consiste di tre distinti database
rispettivamente per
• nomi
• verbi
• aggettivi ed avverbi
ciascuno dei quali consiste di un insieme di
entries lessicali corrispondenti ad una unica
forma ortografica; a ciascuna forma sono
associati insiemi di sensi
WordNet
L’aspetto più importante di Wordnet è la nozione di
synset; attraverso il synset si definisce un senso
(così come un concetto )
esempio: table usato come verbo per indicare defer
– > {postpone, hold over, table, shelve, set back, defer,
remit, put off}
Per WordNet, il significato di questo senso di table è
esattamente questa lista.
WordNet
(valori non aggiornati)
WordNet
La parola ``bass'' ha 8 sensi in WordNet
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
bass - (the lowest part of the musical range)
bass, bass part - (the lowest part in polyphonic music)
bass, basso - (an adult male singer with the lowest voice)
sea bass, bass - (flesh of lean-fleshed saltwater fish of the family
Serranidae)
freshwater bass, bass - (any of various North American lean-fleshed
freshwater fishes especially of the genus Micropterus)
bass, bass voice, basso - (the lowest adult male singing voice)
bass - (the member with the lowest range of a family of musical instruments)
bass -(nontechnical name for any of numerous edible marine and
freshwater spiny-finned fishes)
Gerarchie in WordNet
WordNet
Relazioni lessicali (tra entries, sensi, set di sinonimi) indipendenti dal dominio
Struttura relazionale esterna delle parole
Le relazioni paradigmatiche permettono
di collegare tra loro dei lessemi in una
qualche maniera, ma non ci dicono nulla
relativamente a cosa consiste la
rappresentazione del significato di un
lessema
Struttura interna delle parole
–syntagmatica-
Verifichiamo se le rappresentazioni del significato
associate ai lessemi abbiano strutture interne
analizzabili, ovvero se queste strutture, combinate
grazie ad una grammatica, determinano le relazioni
tra lessemi in una frase ben formata (relazioni syntagmatiche).
• Ruoli tematici: suggeriscono similitudini
all’interno del comportamento dei verbi
• Qualia theory: cosa si può capire nei nomi (che
non sono solo delle costanti)
Comportamento dei Verbi
Generalizzazione a livello semantico sui ruoli che
occorrono insieme a verbi specifici
• Es. Takers, givers, eaters, makers, doers, killers,
hanno tutti qualcosa in comune
– -er
– sono tutti gli agenti delle azioni che rappresentano
Alla stessa maniera è possibile generalizzare altri ruoli
• Es. occupazione, amministrazione, composizione,
hanno tutti qualcosa in comune
– -zione
– sono tutti il risultato delle azioni che rappresentano
Ruoli tematici
Insieme di categorie che forniscono un linguaggio semantico superficiale per
caratterizzare alcuni argomenti verbali
Esempi di ruoli tematici
Ruoli tematici
I verbi non sono tutti totalmente distinti (ciascun
verbo non è unico nel suo significato) per cui
possiamo considerare dei nomi unici per
ciascun ruolo condivisibile da più di un verbo.
I ruoli tematici indicano e specificano un insieme
finito di ruoli.
In tal modo è possibile distinguere tra semantica
superficiale e semantica profonda.
Interrelazioni
Ruoli semantici, categorie sintattiche e la posizione
che esse assumono all’interno di strutture
sintattiche più ampie sono assolutamente
intercorrelate in modi a volte complessi.
Es.
– AGENTS sono spesso i soggetti
– In una regola del tipo
VP->V NP NP
la prima NP può essere spesso un GOAL mentre la
seconda è un THEME
Esempio
– Sally gave Harry a book.
• Giver(Sally)^Givee(Harry)^Given(book)
• Agent(Sally)^Goal(Harry)^Theme(book)
– Sally diede un libro ad Harry
(ruoli tematici a supporto anche della traduzione
automatica)
Problemi aperti
• Che cos’è esattamente un ruolo tematico?
• Qual è l’insieme completo di ruoli?
• I ruoli sono degli universali indipendenti da
lingua e cultura?
• Esistono dei ruoli atomici?
– Es. Agente
– Animate, Volitional, Direct causers, etc
• E’ possibile etichettare automaticamente
costituenti sintattici con ruoli tematici?
Shallow semantic analysis
Si definisce shallow semantic analysis
l’assegnazione di nomi opportuni agli argomenti di un verbo
all’interno di una frase (esempio d’uso di ruoli tematici)
• Case role assignment
• Thematic role assignment
Rappresentazioni di relazioni
ipotesi 1:
Le relazioni possono essere rappresentate come una “case
grammar” (Charles Fillmore) ed offrono una prospettiva
particolare dell’evento descritto
Es.
colpire (agent, recipient, instrument)
collidere (object1, object2)
predicati
argomenti
E’ necessario definire quali oggetti possano corrispondere a
ciascun argomento, ovvero assumere il caso specifico in una
situazione specifica
Rappresentazioni di relazioni
ipotesi 1:
“case grammar” (Charles Fillmore)
Molte reti semantiche si rifanno alla
rappresentazione della grammatica dei casi.
Le relazioni sono rappresentate da archi orientati
(ed etichettati) tra i nodi concetto della rete
(grafo).
Rappresentazioni di relazioni
ipotesi 2:
Teoria delle dipendenze concettuali (Roger
Schank): act
Necessità di specificare le primitive semantiche
sottostanti una particolare relazione.
Il significato fondamentale di un set di verbi di azione
è catturato da 12-15 primitive usate con un
approccio case-frame
Rappresentazioni di relazioni
Es. ATRANS descrive un qualunque verbo che richiede un trasferimento
di proprietà
ATRANS:
Actor:
Act:
Object:
direction-TO:
FROM:
person
ATRANS
physical object
person-1
person-2
(Mario)
(anello)
(Maria)
(Mario)
Actor, Act,.. sono le variabili di questo schema e possono
assumere certi valori
ES. Mario diede/regalò/vendette un anello a Maria
Rappresentazioni di relazioni
Teoria delle dipendenze concettuali di Schank
Primitive
ATRANS
PTRANS
MTRANS
ATTEND
PROPEL
INGEST
EXPEL
Significato
trasf. di proprietà
trasf. fisico da a
trasf. di informaz. mentali
ricevere impulsi sensoriali
applic. forza a ogg. fisici
assunzione di cibo o aria
inverso di ingest
Istanze
dare, prendere
muoversi, camminare
ordinare, suggerire
vedere, sentire
spingere, colpire
respirare, mangiare
vomitare
Esempio
semantica profonda
Dal WSJ
– He melted her reserve with a husky-voiced paean to
her eyes. (sciolse la riservatezza di lei con un componimento poetico
dedicato ai suoi occhi cantato con voce rauca)
Se etichettiamo i costituenti He e reserve come il Melter
e il Melted, allora quelle etichette perdono ogni
significato che avrebbero potuto avere letteralmente.
Se li chiamiamo Agent e Theme allora non si hanno
problemi di disallineamento semantico
Selectional restrictions
Le selectional restrictions possono essere usate per aumentare
i ruoli tematici permettendo ai lessemi di porre alcune
restrizioni semantiche su ulteriori lessemi e frasi che
possono accompagnarli all’interno di un periodo.
Le selectional restrictions costituiscono un vincolo semantico
imposto da un lessema relativamente al concetto che può
corrispondere ai diversi ruoli argomentali a lui associati.
Le selectional restrictions possono essere associate a qualche
senso di un lessema e non al lessema in toto.
Selection restrictions
Consideriamo la frase
I want to eat someplace near campus
Usando i ruoli tematici possiamo dire che eat è un
predicato che ha un AGENT e un THEME
• Qualcos’altro?
specifichiamo che l’ AGENT deve essere capace di
mangiare e il THEME deve essere qualcosa che può
essere mangiato
dalla logica
per eat abbiamo che
xy e Eating(e) ^Agent(e,x)^ Theme(e,y)^Isa(y,
Food)
(con gli opportuni quantificatori e i lambda)
da WordNet
Uso degli iponimi WordNet (tipi) per codificare le
selection restrictions
Specificità delle restrizioni
Consideriamo i verbi to imagine, to lift e to diagonalize
così come appaiono in questi esempi:
– To diagonalize a matrix is to find its eigenvalues
– Atlantis lifted Galileo from the pad
– Imagine a tennis game
Cosa possiamo dire a proposito del THEME del verbo
in ciascuna frase?
In alcuni casi possiamo utilizzare la gerarchia
WordNet salendo (generalizzando) di qualche
livello, in altri non tanto
Selection restrictions
Concetti, categorie e feature
che sono utilizate come selectional restrictions
non costituiscono una parte specifica e finita di un
linguaggio,
bensì costituiscono un insieme non finito come lo
stesso lessico
Alcuni problemi
Sappiamo che da un lato i verbi sono polisemici,
dall’altro il linguaggio naturale è creativo…
Si considerino i seguenti esempi presi dal WSJ
… ate glass on an empty stomach accompanied
only by water and tea
– you can’t eat gold for lunch if you’re hungry
– … get it to try to eat Afghanistan
Soluzioni
• Eat glass
– Si tratta in ogni caso di un evento del tipo eat
• Eat gold
– Ancora un esempio di eat, anche se il can’t crea
uno scopo che permette che il THEME del verbo
sia anche non mangiabile (contrariamente alle
aspettative)
• Eat Afghanistan
– Si tratta di un caso sicuramente complesso, non ci
si riferisce per nulla al mangiare
Identificazione delle restrictions
Se si dispone di un corpus opportunamente grande
e si può accedere a WordNet è possibile
identificare automaticamente le restrizioni di un
verbo?
1. Analizzare sintatticamente le frasi e trovare le heads
2. Etichettare i ruoli tematici
3. Collezionare le statistiche sulle co-occorrenze di
particolari headwords con specifici ruoli tematici
4. Usare la struttura degli iperonimi di WordNet per
trovare il livello più significativo da usare come
restrizione
Motivazione
Trovare l’antenato comune più basso (più specifico)
che copra un numero significativo di esempi
WSD e Selection Restrictions
Word sense disambiguation si riferisce al
processo di selezione del senso corretto per una
parola all’interno dei sensi che si conosce essere
associati alla parola stessa
Selection restrictions semantiche possono essere
usate per disambiguare
– Argomenti ambigui di predicati non ambigui
– Predicati ambigui con argomenti non ambigui
– Ambiguità a tutto campo
WSD e Selection Restrictions
Argomenti ambigui
– Prepare a dish
– Wash a dish
Predicati ambigui
– Serve Denver
– Serve breakfast
Entrambi
– Serves vegetarian dishes
WSD e Selection Restrictions
Approccio complementare all’approccio
dell’analisi composizionale
Si parte da un parse tree e da una analisi di
predicate-argument derivata da
• l’albero sintattico ed i suoi attachment
• tutti i sensi delle parole corrispondenti ai
lessemi delle foglie dell’albero
• analisi errate vengono eliminate notando le
violazioni alle selection restriction
Problemi
In genere, le selection restrictions sono
costantemente violate (vedasi esempi
precedenti), anche se ciò non implica che le frasi
siano, mal formate o meno, usate in tali casi
Si possono usare i corpora per fare analisi ad
ampio spettro (qualche forma di
categorizzazione) ed analizzare nello specifico i
casi di violazione delle selection restrictions
Supervised ML
Negli approcci di supervised machine learning,
si può usare un training corpus di parole taggate
all’interno di un contesto con i loro sensi specifici,
allo scopo di addestrare un classificatore che possa,
quindi,
taggare nuove parole in un nuovo contesto (che
rispecchi ovviamente le caratteristiche del corpus
di addestramento – training)
WSD Tag
Che cos’è il wsd tag per una parola?
– Il senso di un dizionario?
per esempio, in WordNet la voce “bass” ha
8 possibili tag (o labels).
WordNet Bass
La parola ``bass'' ha 8 sensi in WordNet
1.
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8.
bass - (the lowest part of the musical range)
bass, bass part - (the lowest part in polyphonic music)
bass, basso - (an adult male singer with the lowest voice)
sea bass, bass - (flesh of lean-fleshed saltwater fish of the family
Serranidae)
freshwater bass, bass - (any of various North American lean-fleshed
freshwater fishes especially of the genus Micropterus)
bass, bass voice, basso - (the lowest adult male singing voice)
bass - (the member with the lowest range of a family of musical instruments)
bass -(nontechnical name for any of numerous edible marine and
freshwater spiny-finned fishes)
Similarità VS Correlazione
Che tipo di relazioni possono esistere tra due parole ?
-Semplici: correlazione, similarità
-Complesse : is-a, part-of, causa, … …
RELAZIONI SEMPLICI
Correlazione (C)
Due parole w1 e w2 si dicono semanticamente correlate se sono legate da
una qualsiasi relazione semantica
Esempio
delfino-mare
uomo-testa
vive_in(delfino,mare)
part_of(testa,uomo)
Similarità (S)
Due parole si dicono semanticamente simili se sono vicine in una gerarchia
IS-A
Esempio
gatto-cane
gatto-mammifero
is_a(cane,anim_dom) , is_a(gatto,anim_dom)
is_a(gatto,mammifero)
Co-occorrenza
CO-OCCORRENZA
 Le parole che si trovano in una certa finestra di una target word t sono dette cooccorrenze
 la finestra può comprendere un dato numero di parole vicine, una frase, un paragrafo, un
documento
 L’insieme delle co-occorrenze di t è detto contesto C(t)
 nozioni più complesse di contesto possono comprendere co-occorrenze che sono in una certa
relazione sintattica con la target word (es. verbo della target word, ecc…) oppure solo parole
appartenti ad un certa Part of Speach (es. Nome, verbo…)
 ESEMPIO:
Finestra di 4 parole  C(dugongo) = fortunati, vedrete, anche, il, vero, tormentone, della, nostra
Relazione V-ogg  C(dugongo) = vedrete
se sarete fortunati vedrete anche il Dugongo, vero tormentone della nostra compagnia.
W-4
W-3
W-2 W-1
t
W+1
W+2
W+3
W+4
Pointwise Mutual Information
MISURE DI ASSOCIAZIONE TRA PAROLE
 Pointwise Mutual Information (I) (PMI)
 Due parole x e y che co-occorrono spesso rispetto alle loro occorrenze in un
corpus D, hanno un alto grado di associazione
 Vantaggio rispetto a F: Due parole che co-occorrono spesso ma che sono
molto frequenti hanno associazione minore rispetto a parole che co-occorrono
lo stesso numero di volte ma che sono meno frequenti
 Definita originariamente in Information Theory [Fano,1961] come verifica della
null hypothesis of independence
P(x)= probabilità dell’evento x
P(y)= probabilità dell’evento y
P(x,y)= probabilità congiunta degli eventi x e y
Pointwise Mutual Information
MISURE DI ASSOCIAZIONE TRA PAROLE
 Pointwise Mutual Information (I) (PMI)
 La definizione di I viene adattata all’NLP da [Church and Hanks, 1989], considerando:
P(x) = probabilità della parola x nel linguaggio
P(y) = probabilità della parola y nel linguaggio
P(x,y) = probabilità che x co-occorra con y
 e stimando le probabilità utilizzando MLE (Maximum Likelihood Estimation):
cxy
I ( x, y )  log 2
N
cx c y

N N
ci= numero di occorrenze di i in un corpus D
cij= numero di occorrenze della co-occorrenza ij in un corpus D
N = numero di occorrenze totale di tutte le parole di un corpus D
Distributional Hypothesis
DOMANDA… Il significato di una parola è contenuto nella
parola stessa, oppure nelle parole con cui occorre ?
Differenti filosofi, semiotici e linguistici darebbero ognuno una risposta opposta
all’altro… ma per noi “ingegneri” ?
ESEMPIO :
DUGONGO
 soluzione 1 : guardo in un dizionario!
ma se il dizionario non c’è, o non contiene la parola?
 soluzione 2 : proviamo qualche acrobazia morfologica:
du – gongo
una band formata da due gonghisti? …poco probabile
Distributional Hypothesis
DUGONGO
 soluzione 3 : vado su Internet e guardo il contesto in cui si trova la parola:
-“Le informazioni raccolte in queste pagine derivano dall'osservazione diretta di due esemplari di
Dugongo che ho avuto la fortuna di incontrare in Mar Rosso”
-“Bella la spiaggetta con il dugongo e bella l'escursione con i delfini.”
-“se sarete fortunati vedrete anche il Dugongo,vero tormentone della nostra compagnia, che si può
osservare in una escursione che costa circa 15 euro”
-il dugongo vive quasi esclusivamente in mare.
 Quali altre parole occorrono con “mare”, “escursione”, “esemplare”, “spiaggia”…?
-Foca
-Traghetto
-Leone marino
-Focena
 Quindi forse il dugongo è una sorta di mammifero marino …
Distributional Hypothesis
DUGONGO
“Mammifero marino erbivoro dei Sireni, con largo muso a setole intorno alla bocca (Dugong dugong) ”
Distributional Hypothesis
DISTRIBUTIONAL HYPOTHESIS
Parole che occorrono nello stesso contesto tendono ad
avere un significato simile (Harris,1968)
La definizione è molto potente, ma per questo anche molto generica:
 Cosa si intende per “significato simile ”?
 parole che hanno qualche relazione tra loro? (correlazione)
 parole sinonimi o quasi-sinonimi? (similarità)
 Cosa si intende per “contesto” ?
 un documento? Un paragrafo? Una frase?
 una particolare struttura sintattica ?
 Perché limitarsi a “parole”, invece di espressioni linguistiche più complesse?
Distributional Hypothesis
CORRELAZIONE DISTRIBUZIONALE
Due parole w1 e w2 si dicono distribuzionalmente correlate se hanno molte cooccorrenze comuni, e queste co-occorrenze non hanno nessuna restrizione sintattica
sulla loro relazione con w1 e w2 .
Due parole w1 e w2 distribuzionalmente correlate sono semanticamente correlate.
 Parole dello stesso dominio sono distribuzionalmente correlate, in quanto occorrono negli
stessi contesti (stessi documenti, pagine web, ecc.)
 Parole relazionate che non fanno parte dello stesso dominio non sono distribuzionalmente
correlate
ESEMPIO:
 correlate:
dottore, ospedale, malattia,
medicina, cura, sintomo
 non correlate: dottore, veterinario
Ruolo del dominio
dominio
medico
dominio
veterinario
Distrib. Hyp.
Distributional Hypothesis
SIMILARITA’ DISTRIBUZIONALE
Due parole w1 e w2 si dicono distribuzionalmente simili se hanno molte co-occorrenze
comuni, e queste co-occorrenze sono relazionate a w1 e w2 dalla stessa relazione
sintattica.
Due parole w1 e w2 distribuzionalmente simili sono semanticamente simili.
 Parole dello stesso dominio e con le stesse proprietà sintattiche, sono
distribuzionalmente simili:
 generalmente stessa Part Of Speech
 stesse relazioni sintattiche
ESEMPIO:
simili:
dottore, infermiere
co-occorrenze comuni:
“…X lavora in ospedale…”
“…X cura paziente…”
“…la prognosi di X…”
(lavora , V-Sog, X)
(cura, V-Sog, X)
(prognosi, NP-PP, X)
correlate e non-simili: dottore, guarire
co-occorrenze comuni (paziente,ospedale):
“il paziente guarisce in ospedale”
“il paziente del dottore è nell’ospedale ”
Rappresentazioni
La maggior parte degli approcci supervisionati di ML
richiede una rappresentazione molto semplice
relativamente ai dati di addestramento (input
training data).
– Vettori di insiemi di coppie feature/value
• ovvero files di valori separati da virgole
Compito primario è quello di estrarre dei dati di
addestramento da un corpus rispetto ad una
particolare istanza di parola taggata
– Ovvero bisogna appropriatamente definire una finestra
di testo attorno all’obiettivo (parola da taggare)
Rappresentazioni superficiali
Informazioni sulle collocation e sulle co-occurrence
– Collocational
• Codifica le features delle parole che appaiono in posizioni
specifiche a destra ed a sinistra della parola da taggare
– Spesso limitate alle parole stesse come part of speech
– Co-occurrence
• Features che caratterizzano le parole che occorrono in una
posizione qualunque nella finestra senza tener conto della
posizione
– Tipicamente relative a conteggi di frequenza
Esempi
Esempio: testo dal WSJ
– An electric guitar and bass player stand off to
one side not really part of the scene, just as a
sort of nod to gringo expectations perhaps
– Si consideri una finestra di +/- 2 dall’obiettivo
Esempi
Esempio: testo dal WSJ
– An electric guitar and bass player stand off to
one side not really part of the scene, just as a
sort of nod to gringo expectations perhaps
– Si consideri una finestra di +/- 2 dall’obiettivo
Collocational
Informazioni specifiche sulle parole all’interno
della finestra
guitar and bass player stand
– [guitar, NN, and, CJC, player, NN, stand, VVB]
ovvero un vettore consistente in
– [position n word, position n part-of-speech…]
Co-occurrence
Informazioni sulle parole che co-occorrono alla
parola, all’interno della finestra.
• dapprima si identifica un insieme di termini da
porre nel vettore.
• quindi si calcola quante volte ciascuno di
questi termini occorre in una data finestra
Esempio di co-occorrenza
Assumiamo di disporre di un vocabolario di 12
parole che comprenda guitar e player ma
non and e stand; si avrà, ad esempio,
guitar and bass player stand
– [0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0]
Classificatori
Una volta definito il problema di WSD come un
problema di classificazione, allora si può
usare un qualunque approccio possibile
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Naïve Bayes (da cui è sempre bene cominciare)
Decision lists
Decision trees
Neural nets
Support vector machines
Nearest neighbor methods…
Argomenti trattati in questa lezione
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Semantica lessicale
Paradigmatica / syntagmatica
Relazioni paradigmatiche (ontologiche)
Ruoli tematici
Shallow semantic analysis
Case grammar
Teoria delle dipendenze concettuali
Selectional restrictions
Word sense disambiguation (wsd)
Similarità, correlazione, co-occorrenza, mutual information,
distributional hpothesis, collocation
Elaborazione del linguaggio naturale
Le presentazioni sugli argomenti di elaborazione del linguaggio
naturale fanno in alcuni passi riferimento ad alcune presentazioni
dei colleghi prof. Fabio Massimo Zanzotto e dottor Marco
Pennacchiotti, del dottor Patrick Pantel (ISI-USC), oltre che ad
alcune parti del libro: Speech and Language Processing, Prentice
Hall, 2000, autori D.Jurafsky, J. H. Martin.