Listening between the Lines: Learning Personal Attributes from Conversations

Open-domain dialogue agents must be able to converse about many topics while incorporating knowledge about the user into the conversation. In this work we address the acquisition of such knowledge, for personalization in downstream Web applications, by extracting personal attributes from conversations. This problem is more challenging than the established task of information extraction from scientific publications or Wikipedia articles, because dialogues often give merely implicit cues about the speaker. We propose methods for inferring personal attributes, such as profession, age or family status, from conversations using deep learning. Specifically, we propose several Hidden Attribute Models, which are neural networks leveraging attention mechanisms and embeddings. Our methods are trained on a per-predicate basis to output rankings of object values for a given subject-predicate combination (e.g., ranking the doctor and nurse professions high when speakers talk about patients, emergency rooms, etc). Experiments with various conversational texts including Reddit discussions, movie scripts and a collection of crowdsourced personal dialogues demonstrate the viability of our methods and their superior performance compared to state-of-the-art baselines.Comment: published in WWW'1

When in doubt ask the crowd : leveraging collective intelligence for improving event detection and machine learning

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Self-supervised learning in natural language processing

Most natural language processing (NLP) learning algorithms require labeled data. While this is given for a select number of (mostly English) tasks, the availability of labeled data is sparse or non-existent for the vast majority of use-cases. To alleviate this, unsupervised learning and a wide array of data augmentation techniques have been developed (Hedderich et al., 2021a). However, unsupervised learning often requires massive amounts of unlabeled data and also fails to perform in difficult (low-resource) data settings, i.e., if there is an increased distance between the source and target data distributions (Kim et al., 2020). This distributional distance can be the case if there is a domain drift or large linguistic distance between the source and target data. Unsupervised learning in itself does not exploit the highly informative (labeled) supervisory signals hidden in unlabeled data. In this dissertation, we show that by combining the right unsupervised auxiliary task (e.g., sentence pair extraction) with an appropriate primary task (e.g., machine translation), self-supervised learning can exploit these hidden supervisory signals more efficiently than purely unsupervised approaches, while functioning on less labeled data than supervised approaches. Our self-supervised learning approach can be used to learn NLP tasks in an efficient manner, even when the amount of training data is sparse or the data comes with strong differences in its underlying distribution, e.g., stemming from unrelated languages. For our general approach, we applied unsupervised learning as an auxiliary task to learn a supervised primary task. Concretely, we have focused on the auxiliary task of sentence pair extraction for sequence-to-sequence primary tasks (i.e., machine translation and style transfer) as well as language modeling, clustering, subspace learning and knowledge integration for primary classification tasks (i.e., hate speech detection and sentiment analysis). For sequence-to-sequence tasks, we show that self-supervised neural machine translation (NMT) achieves competitive results on high-resource language pairs in comparison to unsupervised NMT while requiring less data. Further combining self-supervised NMT with unsupervised NMT-inspired augmentation techniques makes the learning of low-resource (similar, distant and unrelated) language pairs possible. Further, using our self-supervised approach, we show how style transfer can be learned without the need for parallel data, generating stylistic rephrasings of highest overall performance on all tested tasks. For sequence-to-label tasks, we underline the benefit of auxiliary task-based augmentation over primary task augmentation. An auxiliary task that showed to be especially beneficial to the primary task performance was subspace learning, which led to impressive gains in (cross-lingual) zero-shot classification performance on similar or distant target tasks, also on similar, distant and unrelated languages.Die meisten Lernalgorithmen der Computerlingistik (CL) benötigen gelabelte Daten. Diese sind zwar für eine Auswahl an (hautpsächlich Englischen) Aufgaben verfügbar, für den Großteil aller Anwendungsfälle sind gelabelte Daten jedoch nur spärrlich bis gar nicht vorhanden. Um dem gegenzusteuern, wurde eine große Auswahl an Techniken entwickelt, welche sich das unüberwachte Lernen oder Datenaugmentierung zu eigen machen (Hedderich et al., 2021a). Unüberwachtes Lernen benötigt jedoch massive Mengen an ungelabelten Daten und versagt, wenn es mit schwierigen (resourcenarmen) Datensituationen konfrontiert wird, d.h. wenn eine größere Distanz zwischen der Quellen- und Zieldatendistributionen vorhanden ist (Kim et al., 2020). Eine distributionelle Distanz kann zum Beispiel der Fall sein, wenn ein Domänenunterschied oder eine größere sprachliche Distanz zwischen der Quellenund Zieldaten besteht. Unüberwachtes Lernen selbst nutzt die hochinformativen (gelabelten) Überwachungssignale, welche sich in ungelabelte Daten verstecken, nicht aus. In dieser Dissertation zeigen wir, dass selbstüberwachtes Lernen, durch die Kombination der richtigen unüberwachten Hilfsaufgabe (z.B. Satzpaarextraktion) mit einer passenden Hauptaufgabe (z.B. maschinelle Übersetzung), diese versteckten Überwachsungssignale effizienter ausnutzen kann als pure unüberwachte Lernalgorithmen, und dabei auch noch weniger gelabelte Daten benötigen als überwachte Lernalgorithmen. Unser selbstüberwachter Lernansatz erlaubt es uns, CL Aufgaben effizient zu lernen, selbst wenn die Trainingsdatenmenge spärrlich ist oder die Daten mit starken distributionellen Differenzen einher gehen, z.B. weil die Daten von zwei nicht verwandten Sprachen stammen. Im Generellen haben wir unüberwachtes Lernen als Hilfsaufgabe angewandt um eine überwachte Hauptaufgabe zu erlernen. Konkret haben wir uns auf Satzpaarextraktion als Hilfsaufgabe für Sequenz-zu-Sequenz Hauptaufgaben (z.B. maschinelle Übersetzung und Stilübertragung) konzentriert sowohl als auch Sprachmodelierung, Clustern, Teilraumlernen und Wissensintegration zum erlernen von Klassifikationsaufgaben (z.B. Hassredenidentifikation und Sentimentanalyse). Für Sequenz-zu-Sequenz Aufgaben zeigen wir, dass selbstüberwachte maschinelle Übersetzung (MÜ) im Vergleich zur unüberwachten MÜ wettbewerbsfähige Ergebnisse auf resourcenreichen Sprachpaaren erreicht und währenddessen weniger Daten zum Lernen benötigt. Wenn selbstüberwachte MÜ mit Augmentationstechniken, inspiriert durch unüberwachte MÜ, kombiniert wird, wird auch das Lernen von resourcenarmen (ähnlichen, entfernt verwandten und nicht verwandten) Sprachpaaren möglich. Außerdem zeigen wir, wie unser selbsüberwachter Lernansatz es ermöglicht Stilübertragung ohne parallele Daten zu erlernen und dabei stylistische Umformulierungen von höchster Qualität auf allen geprüften Aufgaben zu erlangen. Für Sequenz-zu-Label Aufgaben unterstreichen wir den Vorteil, welchen hilfsaufgabenseitige Augmentierung über hauptaufgabenseitige Augmentierung hat. Eine Hilfsaufgabe welche sich als besonders hilfreich für die Qualität der Hauptaufgabe herausstellte ist das Teilraumlernen, welches zu beeindruckenden Leistungssteigerungen für (sprachübergreifende) zero-shot Klassifikation ähnlicher und entfernter Zielaufgaben (auch für ähnliche, entfernt verwandte und nicht verwandte Sprachen) führt

Extracting personal information from conversations

Personal knowledge is a versatile resource that is valuable for a wide range of downstream applications. Background facts about users can allow chatbot assistants to produce more topical and empathic replies. In the context of recommendation and retrieval models, personal facts can be used to customize the ranking results for individual users. A Personal Knowledge Base, populated with personal facts, such as demographic information, interests and interpersonal relationships, is a unique endpoint for storing and querying personal knowledge. Such knowledge bases are easily interpretable and can provide users with full control over their own personal knowledge, including revising stored facts and managing access by downstream services for personalization purposes. To alleviate users from extensive manual effort to build such personal knowledge base, we can leverage automated extraction methods applied to the textual content of the users, such as dialogue transcripts or social media posts. Mainstream extraction methods specialize on well-structured data, such as biographical texts or encyclopedic articles, which are rare for most people. In turn, conversational data is abundant but challenging to process and requires specialized methods for extraction of personal facts. In this dissertation we address the acquisition of personal knowledge from conversational data. We propose several novel deep learning models for inferring speakers’ personal attributes: • Demographic attributes, age, gender, profession and family status, are inferred by HAMs - hierarchical neural classifiers with attention mechanism. Trained HAMs can be transferred between different types of conversational data and provide interpretable predictions. • Long-tailed personal attributes, hobby and profession, are predicted with CHARM - a zero-shot learning model, overcoming the lack of labeled training samples for rare attribute values. By linking conversational utterances to external sources, CHARM is able to predict attribute values which it never saw during training. • Interpersonal relationships are inferred with PRIDE - a hierarchical transformer-based model. To accurately predict fine-grained relationships, PRIDE leverages personal traits of the speakers and the style of conversational utterances. Experiments with various conversational texts, including Reddit discussions and movie scripts, demonstrate the viability of our methods and their superior performance compared to state-of-the-art baselines.Personengebundene Fakten sind eine vielseitig nutzbare Quelle für die verschiedensten Anwendungen. Hintergrundfakten über Nutzer können es Chatbot-Assistenten ermöglichen, relevantere und persönlichere Antworten zu geben. Im Kontext von Empfehlungs- und Retrievalmodellen können personengebundene Fakten dazu verwendet werden, die Ranking-Ergebnisse für Nutzer individuell anzupassen. Eine Personengebundene Wissensdatenbank, gefüllt mit persönlichen Daten wie demografischen Angaben, Interessen und Beziehungen, kann eine universelle Schnittstelle für die Speicherung und Abfrage solcher Fakten sein. Wissensdatenbanken sind leicht zu interpretieren und bieten dem Nutzer die vollständige Kontrolle über seine personenbezogenen Fakten, einschließlich der Überarbeitung und der Verwaltung des Zugriffs durch nachgelagerte Dienste, etwa für Personalisierungszwecke. Um den Nutzern den aufwändigen manuellen Aufbau einer solchen persönlichen Wissensdatenbank zu ersparen, können automatisierte Extraktionsmethoden auf den textuellen Inhalten der Nutzer – wie z.B. Konversationen oder Beiträge in sozialen Medien – angewendet werden. Die üblichen Extraktionsmethoden sind auf strukturierte Daten wie biografische Texte oder enzyklopädische Artikel spezialisiert, die bei den meisten Menschen keine Rolle spielen. In dieser Dissertation beschäftigen wir uns mit der Gewinnung von persönlichem Wissen aus Dialogdaten und schlagen mehrere neuartige Deep-Learning-Modelle zur Ableitung persönlicher Attribute von Sprechern vor: • Demographische Attribute wie Alter, Geschlecht, Beruf und Familienstand werden durch HAMs - Hierarchische Neuronale Klassifikatoren mit Attention-Mechanismus - abgeleitet. Trainierte HAMs können zwischen verschiedenen Arten von Gesprächsdaten übertragen werden und liefern interpretierbare Vorhersagen • Vielseitige persönliche Attribute wie Hobbys oder Beruf werden mit CHARM ermittelt - einem Zero-Shot-Lernmodell, das den Mangel an markierten Trainingsbeispielen für seltene Attributwerte überwindet. Durch die Verknüpfung von Gesprächsäußerungen mit externen Quellen ist CHARM in der Lage, Attributwerte zu ermitteln, die es beim Training nie gesehen hat • Zwischenmenschliche Beziehungen werden mit PRIDE, einem hierarchischen transformerbasierten Modell, abgeleitet. Um präzise Beziehungen vorhersagen zu können, nutzt PRIDE persönliche Eigenschaften der Sprecher und den Stil von Konversationsäußerungen Experimente mit verschiedenen Konversationstexten, inklusive Reddit-Diskussionen und Filmskripten, demonstrieren die Praxistauglichkeit unserer Methoden und ihre hervorragende Leistung im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik